ZRÍNYI MIKLÓS NEMZETVÉDELMI EGYETEM Katonai Mőszaki Doktori Iskola
PhD ÉRTEKEZÉS
Katonai elektronikai rendszerek megbízhatóságelemzése
dr. univ. Lendvay Marianna
2006
2
ZRÍNYI MIKLÓS NEMZETVÉDELMI EGYETEM Katonai Mőszaki Doktori Iskola
PhD ÉRTEKEZÉS
Katonai elektronikai rendszerek megbízhatóságelemzése
Készítette: dr. univ. Lendvay Marianna
Tudományos témavezetı: Prof. Dr. Turcsányi Károly CSc nyá. okl. mk. ezredes
Budapest, 2006
3
Tartalomjegyzék Tartalomjegyzék....................................................................................................................... 3 Bevezetés ................................................................................................................................... 4 1. A minıség és megbízhatóság megvalósítása....................................................................... 7 1.1.
A minıség és megbízhatóság értelmezésének és megvalósításának fejlıdése..... 7
1.2. A katonai minıségbiztosítás sajátosságai................................................................. 18 1.3. Összegzés ...................................................................................................................... 22 2. Megbízhatóság-elemzési eljárások vizsgálata, összehasonlítása, értékelése ................. 24 2.1.
Rendszerek megbízhatóság-elemzésének általános menete................................ 24
2.2. Megbízhatóság-elemzési eljárások vizsgálata, értékelése ........................................ 30 2.2.1. Hibamód és –hatás elemzés (FMEA).................................................................. 31 2.2.2. Hibafa elemzés (FTA) .......................................................................................... 35 2.2.3. Megbízhatósági diagram (RBD) ......................................................................... 39 2.2.4. Markov-elemzés (MA) ......................................................................................... 42 2.2.5. Megbízhatóság elırejelzés (RP) .......................................................................... 46 2.2.6. Veszélyhelyzet és üzemeltethetıség vizsgálat (HAZOP)................................... 53 2.3.
Az elemzési eljárások összehasonlítása, - különös tekintettel a katonai
elektronikai rendszerekre való alkalmazás lehetıségére................................................ 57 2.4. 3.
Összegzés ................................................................................................................. 62
Konkrét katonai elektronikai rendszerek megbízhatóság-elemzése ......................... 64 3.1. Egy katonai épület tőzvédelmi rendszerének hibafa elemzése................................ 64 3.1.1. A fıesemények meghatározása, a hibafák szerkesztése, elemzése................... 69 3.1.2. A rendszer mőködıképességét meghatározó tényezık megállapítása ............ 79 3.2.
Egy katonai repülıgép tőzvédelmi rendszerének megbízhatósági diagramja . 80
3.2.1.
A rendszer felépítése és mőködése................................................................ 81
3.2.2. A megbízhatósági diagram megszerkesztése, a modell kiértékelése................ 84 3.3. Összegzés ...................................................................................................................... 87 4.
A kutatómunka összefoglalása, az elért tudományos eredmények............................ 89
Hivatkozott irodalomjegyzék ................................................................................................ 94 Tudományos és publikációs tevékenység jegyzéke............................................................ 103 1. sz. Melléklet: Alapfogalmak ............................................................................................ 109 2. sz. Melléklet: Hibamód, -hatás és kritikusság elemzés (FMECA) egy konkrét elektronikai termék gyártási folyamatára ......................................................................... 111
4
Bevezetés A technika fejlıdése napjainkban egyre bonyolultabb rendszerek létrehozását igényli. E bonyolult rendszerekben keletkezett hibák óriási anyagi kárt okozhatnak, sok ember életét veszélyeztethetik. Különösen az elektronikai rendszerek területén vált a mőszaki megbízhatóság kérdése igen jelentıssé. A megbízhatóság problémáinak elemzésével, megoldásával foglalkozó megbízhatóság-elmélet feladata Gnyegyenko1 szerint: •
a megbízhatóság mennyiségi jellemzıinek megállapítása és tanulmányozása,
•
a megbízhatósági vizsgálatok és a kiértékelést szolgáló módszerek kidolgozása,
•
a megbízhatósági jellemzık és a gazdaságossági mutatók közötti kapcsolat feltárása,
•
megfelelı eljárások kidolgozása az optimális megbízhatóság eléréséhez.
A megbízhatóságra vonatkozó követelmények teljesítése a katonai elektronikai rendszerek esetében is kiemelt fontosságú. Hazánk NATO tagsága meghatározza a honvédelem stratégiai modernizációjának irányát és alapvetı tartalmát. A haditechnikai modernizáció fı erıkifejtése a NATO erıkkel való együttmőködést is biztosító korszerő eszközök beszerzésére, valamint az alapvetı – rendszerben lévı – eszközök felújítására, fejlesztésére összpontosul [1]. A NATO integrált rendszer-szemlélető minıségelvének az a célja, hogy olyan termékek kerüljenek beszerzésre, amelyek kielégítik az élettartam-elvbıl kiinduló minıségi és megbízhatósági követelményeket. E minıségpolitika szerint nagy hangsúlyt kell helyezni a tervezési, ellenırzési, minıségbiztosítási és minıségjavítási folyamatokra az élettartam minden szakaszában [2]. A haditechnikai eszközök minıségbiztosítása tárgyában eddig végzett hazai kutatások már foglalkoztak
a
magyar
katonai
minıségbiztosítás
és
–irányítás
feladataival
és
követelményeivel [3 - 7], a haditechnikai eszközök megbízhatóság-központú karbantartásával és üzemeltetési megbízhatóságával [8 - 10], valamint az üzemben-tartás minıségének javítására alkalmazható statisztikai módszerekkel [11]. Kutatási munkám tárgya a katonai elektronikai rendszerekkel szemben támasztott minıségi és megbízhatósági követelmények teljesítését támogató megbízhatóság-elemzési eljárások vizsgálata és konkrét rendszerekre történı alkalmazása. Az értekezés támaszkodik több mint 20 éves szakmai – oktatási és kutatási – tapasztalataimra, felhasználja és összegzi a minıség1
Gnyegyenko, B. V.-Beljajev J.K.- Szolovjev A.D.: A megbízhatóság-elmélet matematikai módszerei, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1970.
5 biztosítás és a megbízhatósági vizsgálatok területén elért eredményeimet, amelyeket a közel 60 tudományos publikáció igazol.
Kutatási célkitőzéseim:
1. Célom olyan megbízhatóság-elemzési eljárások tanulmányozása és összehasonlítása, amelyeket
sikeresen
alkalmaznak
elektronikai
rendszerek
megbízhatósági
vizsgálatainál. Az elemzési eljárások elınyeinek és hátrányainak értékelésébıl a katonai elektronikai rendszerek vizsgálatára alkalmazható eljárások megvalósításához kívánok hasznosítható következtetéseket levonni. 2. Kidolgozom konkrét katonai elektronikai rendszerek megbízhatóság-elemzését.
Kutatási módszereim:
-
A minıség és megbízhatóság hazai és nemzetközi szakirodalmának, konferencia elıadásainak tanulmányozása, értékelése, következtetések levonása.
-
Szakmai konzultáció lefolytatása a Zrínyi Miklós Nemzetvédelmi Egyetem, a Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, a Budapesti Mőszaki Fıiskola, a Gábor Dénes Fıiskola, a HM Technológiai Hivatal, a HM Elektronikai, Logisztikai és Vagyonkezelı Rt. szakembereivel a minıség- és megbízhatóság-irányítás kérdéseirıl.
-
A minıség- és megbízhatóság-irányítási rendszerek nemzetközi szabványsorozatainak elemzése, értékelése, a következtetések levonása.
-
A katonai minıségbiztosítás tevékenységének vizsgálata, sajátosságainak elemzése.
-
A szakirodalomban elıforduló, leggyakrabban alkalmazott megbízhatóság-elemzési eljárások vizsgálata, összefüggéseik feltárása, tartalmuk elemzése és a levonható következtetések hasznosíthatóságának vizsgálata.
-
Kutatási eredmények folyamatos publikálása.
Az értekezés felépítése: •
A Bevezetésben megfogalmazom a tudományos problémát, ismertetem a kutatási célokat, az alkalmazott kutatási módszereket.
6 •
Az 1. fejezetben ismertetem - a szakirodalom mélyreható áttanulmányozása alapján a minıség értelmezésének és megvalósításának fejlıdését, a minıségirányítási rendszerek nemzetközi szabványsorozatának legfontosabb jellemzıit. Értelmezem a megbízhatóság fogalmát, mennyiségi mutatóit, kiemelem a katonai minıségbiztosítás sajátosságait.
•
A 2. fejezetben a megbízhatóság-elemzési eljárások vizsgálata, összehasonlítása, értékelése alapján kidolgozom azt a szempontrendszert, amely egy adott katonai elektronikai rendszer vizsgálatára alkalmas megfelelı elemzési módszer kiválasztását segíti.
•
A 3. fejezetben elkészítem konkrét katonai elektronikai rendszerek megbízhatóságelemzését, megállapítom a rendszerek mőködıképességét befolyásoló tényezıket a rendszerek kvalitatív elemzése alapján.
•
A 4. fejezetben összegzem a célkitőzéseimmel összhangban elvégzett tudományos munkát és meghatározom az új tudományos eredményeket (téziseket).
•
A Hivatkozott irodalomjegyzék fejezet a hazai és nemzetközi szakirodalom hagyományos és elektronikus adathordozóit tartalmazza, ezt követi a szerzı Tudományos és publikációs jegyzéke, valamint az 1.sz. és 2.sz. Melléklet.
*
Értekezésem kidolgozása során maximálisan figyelembe vettem és a dolgozatba beépítettem az értekezés-tervezetem mőhelyvitáján elhangzott szakmai véleményeket, az elı-opponensi bírálatokat, valamint a ZMNE KMDI igazgatójának Prof. Dr. Halász Lászlónak az észrevételeit.
Ezúton is köszönetemet fejezem ki témavezetımnek, a Haditechnika Tudományszak vezetıjének Prof. Dr. Turcsányi Károlynak, a ZMNE Bolyai János Katonai Mőszaki Kar Villamos és Természettudományi Alapozó Tanszék vezetıjének Prof. Dr. Zsigmond Gyulának, a Repülımőszaki Intézet igazgatójának Prof. Dr. Óvári Gyulának, munkahelyi vezetımnek a BMF Kandó Kálmán Villamosmérnöki Fıiskolai Kar fıigazgatójának Dr. Turmezei Péternek, és mindazoknak, akik támogatták és hasznos javaslataikkal érdemben segítették értekezésem elkészítését.
7
1. A minıség és megbízhatóság megvalósítása
A fejezetben röviden ismertetem a minıség értelmezésének és megvalósításának fejlıdését, a minıségirányítási rendszerek nemzetközi szabványsorozatának jellemzıit, a megbízhatóság értelmezését, mennyiségi mutatóit, és kiemelem a katonai minıségbiztosítás sajátosságait. Az alkalmazott fogalmak pontos, szabványok szerinti meghatározását az 1. sz. Mellékletben található „Alapfogalmak” fejezet tartalmazza.
1.1.
A minıség és megbízhatóság értelmezésének és megvalósításának fejlıdése
A minıség értelmezése és megvalósítása: A minıség iránti igény nagyon régi kelető, fogalmát többféleképpen is meghatározták az elmúlt évtizedekben. „A minıség fogalma és kapcsolatrendszere a fejlett gazdasággal és ezen belül a fejlett piaci viszonyokkal rendelkezı országokban alakult ki.” [12]. Azokban a fejlett országokban tehát, ahol feltételezhetı a gazdasági verseny szabadsága, és a minıségfogalom mindig következménye a piaci viszonyoknak [13]. De nemcsak a piaci versenynek, hanem pl. a potenciális katonai ellenfelek közötti versengésnek, a mőszakilag élenjáró vállalatok közötti kapcsolatoknak is tulajdonítható kiemelkedı minıségő termékek elıállítása [14]. Filozófiai értelemben a minıség valamely termék valamennyi lényeges, más terméktıl megkülönböztetı sajátosságainak összessége [15 -20]. A minıség döntı problémává, túlélési kritériummá az ipari forradalom óta vált, amikor a termelési és szolgáltatási kapacitások megsokszorozódása következtében jelentıs túlkínálat mutatkozott a kibocsátások területén, és csak a legjobb minıségő árukat lehetett tartós haszonnal eladni [21]. A céhes ipar felbomlása, a nagyipar kialakulása a termelékenységet jelentısen megnövelte, de a minıségre való hatása nem volt mindig egyértelmően kedvezı. Az árutermelés egyik velejárója az elidegenedés: a termelı elidegenedése a munka tárgyától, a termelési folyamattól odavezetett, hogy a minıségi munkára kényszeríteni kellett. A tömegtermelés gyakran együtt járt a minıség tudatos rontásával is. Ugyanakkor a piaci verseny az 1960-as és 1970-es években még a nagy monopol cégeket is kiváló minıségő termékek gyártására, hatásos és kiterjedt szerviz-hálózat kiépítésére ösztönözte. A gazdasági verseny növekedésével együtt járt a minıségcélok
8 változása, ezért a minıség fogalmára a minıségügy nemzetközi szaktekintélyei is más-más meghatározást alkalmaztak [22], attól függıen, hogy ık mire helyezték a hangsúlyt:
o
az elıírásoknak (követelményeknek) való megfelelés, - Crosby
o
a használatra való alkalmasság, - Juran
o
a vevı igényeinek kielégítése (vevıi megelégedettség), - Ishikawa
o
a vevı rejtett igényeinek kielégítése, - Shiba.
A minıség szabvány szerinti definíciója [23] nem sorolja fel, hogy a minıség fogalma vonatkoztatható termékre, rendszerre és folyamatra egyaránt, és arról sem beszél, hogy kiknek a követelményeit kell teljesíteni. Kiemeli viszont azt, hogy saját (elválaszthatatlan) jellemzıkrıl van szó, szemben azokkal, amelyek esetleg kívülrıl hozzárendelt jellemzık. Alapvetıen fontos tehát az érdekeltek (tulajdonosok, részvényesek, alkalmazottak, beszállítók,
vevık,
társadalom)
és
a
szervezet
igényeinek
és/vagy
érdekeinek
kiegyensúlyozott kielégítése [24]. Fontos az igények kielégítésére való képesség nem csak két különbözı szervezet között, hanem egy szervezeten belül is.
A különféle minıség meghatározásoknak megfelelıen más és más tevékenységek váltak fontossá a minıségcélok elérése érdekében. Az elıírásoknak (követelményeknek) való megfelelést ellenırizni kell. A minıségellenırzés az a tevékenység, amellyel meghatározzák, hogy a termék
vagy szolgáltatás
jellemzıi
megfelelnek-e vagy sem
az
elıírt
követelményeknek [25]. Az ellenırzési tevékenység eszközei egyrészt a méréstechnikai eszközök (metrológiai eljárások), másrészt a matematikai statisztikai alapokra épülı méréses és minısítéses mintavételi tervek [26, 27]. A használatra való alkalmasság igénye megköveteli az ellenırzési tevékenység kibıvítését azzal, hogy a gyártásközi hibákat helyesbítik a gyártási folyamatba, illetve az azt megelızı tevékenységekhez (tervezés, fejlesztés stb.) való visszacsatolással, és így a hiba-okok megszüntetésével. Ez a tevékenység a minıségszabályozás, amely a termék-elıállító folyamatok gazdaságos megszervezését teszi lehetıvé. A minıségszabályozáshoz a szabályozó kártyák vezetésére és a folyamatképességi indexek számítására is kiterjedı statisztikai folyamatszabályozás (az ún. SPC) módszerét, valamint a különféle típusú megbízhatósági vizsgálatokat használják. A vevık igényeinek kielégítése a minıségbiztosítás tevékenységének létrehozását követeli meg, amely magában foglalja a minıségszabályozás tevékenységeit, ezen kívül pedig olyan
9 tevékenységeket is tartalmaz, amelyek célja a hibák létrejöttének megakadályozása [28]. E megelızı tevékenység azt a bizalmat kelti a vevıkben és a vállalat vezetıiben, hogy a terméket megfelelıen szervezett tevékenységek sorozatának rendszerében állítják elı. A minıségbiztosítás a matematikai statisztikai eszközök alkalmazását igényli az átvételi ellenırzésben, a statisztikai folyamatszabályozásban, valamint a probléma-megoldásban. A vevık kimondott igényein kívül a rejtett (látens) igények kielégítése hozta létre a minıségirányítás tevékenységét. Ez, vállalatvezetési feladatként, a vállalat minıségügyi célkitőzéseinek és minıségpolitikájának megvalósítását célozza a minıségirányítási rendszeren belül, olyan tevékenységek felhasználásával, mint a minıségtervezés, a minıségbiztosítás
(ezen
belül
a
minıségszabályozás)
és
a
minıségfejlesztés.
A
minıségirányítási rendszerre vonatkozóan az ISO 9000: 2000-es szabvány nyolc alapelvet fogalmaz meg [29]. A teljes körő minıségirányítás (TQM) egy komplex vezetési, irányítási filozófia, melynek célja az, hogy olyan folyamatokat hozzon létre, amelyek a szervezet egészére kiterjedıen állandóan hatnak a minıségre, a minıség javítására [30 - 32]. Ezt a vállalat úgy hajtja végre, hogy összes tagját bevonja a szervezet minıségközpontú cselekvési programjába, és folyamatirányítást végez, azaz folyamatszervezési, -elemzési és -javítási módszereket használ a folyamatos fejlesztés érdekében [33].
Napjainkban a minıség szempontjából történı igény-kielégítés gyakran a minıségirányítási rendszerek létrehozására vezet, ugyanis a minıség megvalósításának egyik lehetséges eszköze a minıségirányítási rendszerek kifejlesztése, bevezetése és mőködtetése. [34] A minıségirányítási rendszerek eredetileg a hadiiparban alakultak ki, ahol a biztonság központi probléma, ahol „a katonai erı fenntartása, alkalmazhatóságának megırzése és sajátos alkalmazása minden körülmények között különösen veszélyes üzemnek tekinthetı” [35]. E területeken a hagyományos minıségellenırzési módszerek nem nyújtottak kellı biztonságot, ezért olyan rendszert kellett kiépíteni, amely nem elégszik meg a végellenırzéssel, hanem méréses gyártásközi ellenırzés bevezetésével minden eltérést idejében észrevesz és kiküszöböl. „Ennek érdekében dolgozták ki 1941-44 között a MIL STD 105 mintavételi szabványt, amelynek lényegét ma is világszerte alkalmazzák” [35] Az így bevezetett statisztikai
minıségszabályozást
a
gyártás
minden
mőveletére
kiterjesztették,
és
gondoskodtak az eredmények dokumentálásáról, hogy a rendszert ellenırizhetıbbé tegyék [36 - 39]. A létrehozott minıségbiztosítási rendszerrel a hibák többségét kellı idıben ki lehetett szőrni [40, 41]. Ezt a gondolatot terjesztette ki a civil szférára az 1987-ben megjelent ISO
10 9000-es nemzetközi szabványsorozat és az 1994-ben kiadott módosítása is [42 - 44], majd az új, átfogóbb minıségszemléletet képviselı 2000-ben megjelent szabványsorozat már a teljes körő minıségirányítás (TQM) gondolatiságát is célul tőzi ki [45-47].
Az egységes minıségirányítási rendszerekre vonatkozó ISO 9000-es nemzetközi szabványsorozat az alábbi elemekbıl áll [48]: •
ISO 9000:2000 – Minıségirányítási rendszerek. Alapok és szótár: az irányítási rendszerek nyolc alapelvét és a fogalom-meghatározásokat tartalmazza.
•
ISO 9001:2000 - Minıségirányítási rendszerek. Követelmények: a rendszert meghatározó alap követelményeket tartalmazza
•
ISO 9004:2000 - Minıségirányítási rendszerek. Útmutató a mőködés fejlesztéséhez.
Az új szabványok rugalmasan alkalmazkodnak a minıségirányítási rendszert bevezetı szervezet adottságaihoz, az eddiginél nagyobb hangsúlyt kap a vevıi megelégedettség, a többi érdekelt fél megelégedettsége és a folyamatos fejlesztés szükségessége Az irányítási rendszereken belül a kívánt eredményt hatékonyabban lehet elérni, ha a tevékenységeket és a velük kapcsolatos erıforrásokat folyamatként kezelik. Ennek az ISO 9000-es szabványban található részletesebb leírása felhívja a figyelmet arra, hogy az egyik folyamat kimenete gyakran egyben a következı folyamat közvetlen bemenete. A folyamatszemlélető megközelítést mutatja az 1.1. ábra [49] Ez az ábra azt is bemutatja, hogy a rendszerben a folyamatos fejlesztés is érvényesül. Az egymással összefüggı folyamatok rendszerként való azonosítása, megértése és irányítása hozzájárul ahhoz, hogy a szervezet eredményesen és hatékonyan valósítsa meg céljait. Az eredményes döntések az adatok és egyéb információk elemzésén alapulnak. A szabvány elıírja, hogy a szervezet győjtsön és elemezzen olyan adatokat, amelyek alkalmasak a minıségirányítási rendszer megfelelısségének és eredményességének meghatározására és fejlesztési intézkedések kitőzésére. Ez felöleli a mérési és figyelemmel kísérési tevékenységekbıl és más forrásokból származó adatokat.
11
A minıségirányítási rendszer folyamatos fejlesztése
Vevık (érdekelt felek)
A vezetıség felelıssége
Erıforrás gazdálkodás Követelmények
Vevık (érdekelt felek)
Információ
Mérés, elemzés, fejlesztés
Elégedettség
Bemenet Termék/szolgáltat ás elıállítás
Termék/ szolgáltatás
Kimenet
1.1. ábra A folyamatszemlélető megközelítés modellje [49]
Az ISO 9001-es szabvány a minıségirányítási rendszerekkel szemben támasztott követelményeket írja le, míg az ISO 9004-es szabvány arra ad tanácsokat, hogy miképpen lehet a már mőködı rendszert továbbfejleszteni. A szabvány bevezetıje rámutat a költségek és a kockázatok megfelelı kezelésének szükségességére, továbbá a szövegezésben mindenütt az eredményesség és hatékonyság kettıs szempontját említi ott, ahol az ISO 9001-es csak eredményességet követel meg. Az ISO 9004-es további jellemzıje, hogy a vevıközpontúság hangsúlyozása helyett mindenütt az összes érdekelt fél igényének kielégítését tartja a követendı célnak, tehát nagy fontosságot tulajdonít a munkatársak, a tulajdonosok, a beszállítók
és
a
társadalom
igényei
figyelembevételének.
Az
ISO
9004-es
a
követelményszabvány minden egyes szakaszában foglaltakkal kapcsolatban felsorolja azokat a szempontokat, amelyeket célszerő megfontolni. Így például a vevık és a többi érdekelt fél igényeinek és elvárásainak számbavételéhez célszerőnek tartja megfontolni a termék megfelelısségén kívül annak megbízhatóságát, használhatóságát (rendelkezésre állását), szállítási feltételeit, vevıszolgálati ellátottságát, árát és a termék teljes életciklusa alatt felmerülı költségeket.
12 A megbízhatóság értelmezése: „A megbízhatóság elméleti igényő vizsgálata a 40-es évek elején jelentkezik elıször a repüléstechnikában. A repülıgépek elektronikai alkatrészei nem biztosítottak kellı vezetési és forgalmi biztonságot. Kényszerően felmerült a hiba-okok módszeres vizsgálatának és elhárításának igénye. A megbízhatóság elméletnek tehát minıségbiztosítási gyökerei vannak.” [50]. A megbízhatósági vizsgálatok fejlıdésének jelentıs lendületet adott az atomerımővek terjedésével egy idıben jelentkezı fokozott biztonság iránti igény, és az 1970-es évektıl megjelenik
a
vizsgálatok
nagyipari
alkalmazásának
követelménye
is,
melyet
a
megbízhatóság-elmélet tudományos módszerei segítenek megvalósítani.[51, 52]. A megbízhatóság-elmélet az a tudományág, amely eszközökben, berendezésekben, rendszerekben
fellépı
meghibásodásokkal
foglalkozik,
kidolgozza
a
berendezések
megfelelıségének számítási módszereit ismert minıségi mutatók alapján. Az utóbbi években ez a terület is az életciklus-megközelítést alkalmazza [53], azaz a vizsgálatok kiterjednek egy termék esetében annak tervezési, gyártási, tárolási, szállítási és felhasználási idıszakára, speciális esetben a felhasználás utáni idıciklust is elemzik. A vizsgálatok fıbb területei ezen ciklusokban
bekövetkezı
meghibásodások
keletkezési
okainak
meghatározása,
a
meghibásodások elırejelzésének módjai, a megbízhatóság növelésének lehetıségei, továbbá a megbízhatóság ellenırzésének módszerei.
A XX. század elsı felében megbízhatóságon a hibamentes mőködés valószínőségét értették. Az 1960-as évek közepén tekintélyes szovjet kutatók a megbízhatóságot a minıség idıbeli alakulásaként értelmezték. Az 1970-es években, pl. az MSZ KGST 292-76 szabvány a megbízhatóságot a hibamentesség, a javíthatóság, a tartósság és a tárolhatóság együtteseként határozta meg. A jelenleg érvényben lévı MSZ IEC 50(191):1992 szabvány [54] definíciója2 szerint „a megbízhatóság győjtıfogalom, amelyet a használhatóság és az azt befolyásoló tényezık, azaz a hibamentesség, a karbantarthatóság és a karbantartás-ellátás leírására használnak” (1.2. ábra)
2
Az ISO 9000-es szabvány is ezt a fogalmat használja.
13
Használhatóság
Megbízhatóság Hibamentesség
Karbantartásellátás
Karbantarthatóság
1.2 ábra A megbízhatóság általános értelmezése
A megbízhatóság számszerő értékeléséhez megbízhatósági mutatókat használnak. Ezek közül a hibamentességi mutatók képezik a klasszikus megbízhatóság-elmélet alapját, és gyakorlati szempontból is nagyon jelentısek. Számos elektronikai eszközre, a belılük felépített elektronikai
rendszerre,
a
tapasztalatok
szerint,
a
hibamentesség
a
legfontosabb
megbízhatósági jellemzı. Tehát a megbízhatósági vizsgálatok célja a rendszerekben, berendezésekben
fellépı
meghibásodások
keletkezésének
meghatározása,
ezek
elırejelzésének megállapítása, a megbízhatósági jellemzık rendszeres ellenırzése, - e jellemzık közlése és szavatolása céljából [55-58].
A hibamentesség mutatói /az MSZ IEC 50(191):1992 szerint/:
1. A hibamentesség valószínősége / R(t1, t2) függvény /, annak valószínősége, hogy a termék elıírt funkcióját adott feltételek között, adott (t1, t2) idıszakaszban ellátja. Másként R(t)
annak a valószínősége, hogy a
meghibásodás idıpontja: T1 a t idı után következik be
R(t) = P {T1>t}
(1.1)
Az R(t) függvényeket csak a pozitív idıtartományra értelmezzük:
R(t) ≡ 0, ha t<0,
(1.2)
A t = 0 idıpontban viszont tökéletesen hibamentesnek tekintjük a terméket:
R(0) = 1.
(1.3)
14 2. A meghibásodás valószínősége / F(t1, t2) függvény /, annak valószínősége, hogy az elıírt funkcióját adott feltételek között ellátó termék adott (t1, t2) idıszakaszban meghibásodik. Az R(t) komplemens valószínősége F(t) (meghibásodási függvény) :
F(t) =1- R(t) és így F(0) = 0, valamint F(∞) = 1
(1.4)
Az F(t) eloszlásfüggvény deriválható, létezik az f(t) sőrőségfüggvény:
f(t) = dF(t)/dt = - dR(t)/dt
(1.5)
3. Pillanatnyi meghibásodási ráta / λ(t) függvény /, annak a hányadosnak a határértéke ∆t→0 esetén, amelynek számlálójában az a feltételes valószínőség van, hogy a termék meghibásodásának idıpontja a (t, t+ ∆t) idıszakaszba esik, feltéve, hogy a termék az idıszakasz kezdı pontjában mőködıképes állapotban volt, nevezıjében pedig az idıszakasznak ∆t hossza van, ha ez a határérték létezik:
Pr [t < T1 ≤ (t + ∆t ) T1 > t ]
λ (t ) = lim
(1.6)
∆t
∆t →0
A meghibásodási ráta függvénye szemléletesen mutatja az adott termék mőködését az idı függvényében. Az alakjáról kád-görbének nevezett függvény három szakaszra bontható (1.3. ábra):
λ(t)
I. III.
II.
t Tk
Tö
1.3. ábra A meghibásodási ráta - idı függvény
15 I. szakasz: korai meghibásodások szakasza II. szakasz: stacioner meghibásodások szakasza III. szakasz: öregedés, kifáradás okozta meghibásodások szakasza − Az elsı szakasz a termék rejtett hibáiból, gyenge pontjaiból adódik, - ennek a szakasznak a lerövidítése, esetleg kiküszöbölése a gyártó cégek feladata. Például elektronikai alkatrészek esetében beégetéssel elızik meg azt, hogy a korai hiba a felhasználónál következzen be: t < TK. − A második szakaszt jó közelítéssel állandó meghibásodási ráta jellemzi Ez a hasznos mőködés vagy stabil üzem szakasza: TK < t < TÖ. − A harmadik szakaszban a meghibásodási ráta gyorsan növekszik a termék elhasználódása, öregedése következtében: t > TÖ. Ezeknek a görbéknek a meghatározása megbízhatósági vizsgálatokkal történik. Ha e görbék ismertek, akkor lehetıvé válik, hogy ezekre alkalmazzuk a már kidolgozott matematikai valószínőség-eloszlásokat annak érdekében, hogy becsüljük, és elıre jelezzük adott termékek meghibásodási rátáit mintabeli adatokból.
4. Átlagos mőködési idı a meghibásodásig / MTTF /, a meghibásodásig tartó mőködési idı várható értéke:
TF = M {T1} 5. Meghibásodások közötti átlagos mőködési idı / MTBF /, két, egymást követı meghibásodás közötti mőködési idı várható értéke.
A karbantarthatóság mutatói:
1. Karbantarthatósági függvény / M(t1, t2) függvény /, annak valószínősége, hogy a terméken, adott használati körülmények között, adott karbantartási tevékenységet elıre meghatározott idıszakaszon belül elvégeznek, ha a karbantartást az elıírt feltételek között, elıre meghatározott eljárások és erıforrások felhasználásával hajtják végre. 2. Pillanatnyi javítási ráta / µ(t) függvény, annak a hányadosnak a határértéke ∆t→0 esetén, ha ez a határérték létezik, amelynek számlálójában annak feltételes
16 valószínősége van, hogy a javítási tevékenység a (t, t+ ∆t] idıszakaszban befejezıdik, feltéve, hogy a javítási tevékenység nem fejezıdött be az idıszakasz kezdıpontjáig, nevezıjében pedig az idıszakasz hossza szerepel. 3. Átlagos javítási idı / MRT /, a javítási idı várható értéke.
A megbízhatósági mutatók alapösszefüggései:
A fenti megbízhatósági jellemzık között matematikai összefüggések vannak. A meghibásodási ráta definíciójából következik a megbízhatóság elmélet egyik legalapvetıbb általános összefüggése: t R ( t ) = exp − ∫ λ ( x ) ⋅ dx 0
(1.7)
A meghibásodásig tartó mőködési idı (MTTF) : ∞
TF = ∫ R (t ) dt
(1.8)
0
Igen fontos gyakorlati eset, ha λ(t) = λ, állandó értékő, akkor (1.7) - bıl:
R(t) = e -λt
(1.9)
Az (1.8) összefüggésbıl az exponenciális függvényt integrálva kapjuk:
TF = 1/λ
(1.10)
A (1.9) és (1.10) összefüggések természetesen csak idıben állandó meghibásodási ráta esetén érvényesek.
A
megbízhatósági
mutatók
meghatározásának,
mérésének
módszerei
alapvetıen
különböznek a gyártmányok minısítı, minıségellenırzı méréseitıl, mivel a nyert adat nem közvetlenül az adott forgalmazott termékre lesz jellemzı, arra csak becslést ad. Egy újonnan alkalmazásba vett eszköz várható mőködési ideje korábban üzembe állított azonos típusú,
17 kellı számú eszköz, kellı idıtartamú üzemeltetési adataiból származó átlagos mőködési
idıvel becsülhetı, akkor, ha a kérdéses újabb eszköz is azonos környezeti és üzemi körülmények között fog mőködni.
A megbízhatósággal foglalkozó szabványokat kidolgozó Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság 56. Mőszaki Bizottsága (IEC/TC 56) azonban már új megbízhatóság-fogalom közzétételén dolgozik. E szerint a megbízhatóság a terméknek az a képessége, hogy ellátja (szolgáltatja) a megkövetelt funkciókat akkor, amikor azokat igénylik [59]. A szolgáltatás minıségét a szolgáltatás-ellátási képesség, a szolgáltatás mőködtethetısége, a szolgáltató képesség, a szolgáltatás teljessége és más egyéb tényezık határozzák meg. [60]. A szolgáltatással kapcsolatos képesség jellegő fogalmak szoros kapcsolatban vannak a termékekre (készülékekre, berendezésekre) vonatkozó képességfogalmakkal (használhatóság, hibamentesség,
karbantarthatóság
és
karbantartás-ellátás).
Közöttük
kapcsolatot
a
hatékonyság teremt, azaz a terméknek az a képessége, hogy adott mennyiségi mérıszámmal jellemzett szolgáltatás-igényt kielégít. A hatékonyságot jellemzi a használhatósági tényezı és a használhatóság, ez utóbbit a hibamentesség, a karbantarthatóság és a karbantartás-ellátás képessége (1.4. ábra). Tehát a megbízhatóság-fogalom a termék olyan idıtıl függı jellemzıinek a leírására szolgál, amelyet nem mennyiségi értelemben használnak. A fogalmat alkotó egyes jellemzıket azonban lehet számszerősíteni a megfelelı mutatók segítségével. A megbízhatóság kifejezhetı a bizalom mértékeként vagy annak valószínőségeként, hogy a sikeres mőködés kritériumai
teljesülnek.
hibamentesség,
a
A
megbízhatóságot
hibatőrı-képesség,
alkotó
jellemzık
helyreállíthatóság,
(használhatóság
adatbiztonság,
-
integritás,
karbantarthatóság, tartósság, karbantartás-ellátás) kiterjednek a mőködési idıre, a felhasználás, a tárolás és a karbantartás feltételeire. Követelmények határozhatók meg a biztonságra, a hatékonyságra és a gazdaságosságra az életciklus során. A termékkel kapcsolatos elvárások felhasználóként és érdekelt felenként változnak. A megbízhatóságot mőszaki és irányítási tevékenységek alkalmazásával érik el, hogy meghatározzák, megszőntessék, vagy csökkentsék a termék sikeres mőködésével kapcsolatos kockázatokat.
18
Szolgáltatás minısége
Szolgáltatásellátási képesség
Szolgáltatás mőködtethetısége
Szolgáltató képesség /Elérhetıség, folyamatosság/
Szolgáltatás teljessége
Hatékonyság
Használhatósági tényezı
Használhatóság
Hibamentesség
Átlagos mőködési idı, meghibásodási ráta
Karbantarthatóság
Karbantartás-ellátás
Átlagos javítási idı
Átlagos munkaidı
1.4. ábra A megbízhatósági képességek és jellemzık
1.2. A katonai minıségbiztosítás sajátosságai
A hadfelszerelési anyagokkal, és ezen belül a haditechnikai eszközökkel szemben támasztott szigorú követelmények miatt katonai területen a polgáritól eltérı minıségbiztosítási
tevékenységet kell alkalmazni, melynek okai az alábbiak [61]: •
A hadsereg számára alapvetı követelmény a termékek megbízhatósága, mivel az általa
használt
eszközök,
berendezések
adott
esetben
bekövetkezı
meghibásodása katasztrófához is vezethet. Nagyon fontos az elektronikus eszközökbıl felépülı rendszerek, a hozzájuk csatlakozó villamos rendszerek hibamentessége a biztonsági követelmények teljesítése szempontjából.
19 •
A hadseregben rendszeresített berendezések túlnyomó többsége összetett és fejlett technológiát képviselı, veszélyt hordozó termékekre vonatkozik. Ez a körülmény kényszerít az integritás teljes körő hatásainak ismeretére és teszi tervezésüket, fejlesztésüket és gyártásukat bonyolulttá.
•
A hadsereg által használt készülékek, berendezések különlegesen extrém körülmények között kerülnek alkalmazásra, úgymint szélsıséges klíma- és terepviszonyok, sérülésveszély, eltérı képzettségő és intelligenciájú kezelı állomány, stb.. Bármilyen minıségi hiba sokkal hamarabb bekövetkezik az igénybevétel ilyen jellegő intenzitása, az elkerülhetetlen terhelés mellett.
•
A minıségbiztosítási tevékenységgel jelentıs költségek takaríthatók meg. Az eszközök életciklusához illeszkedı, megfelelıen tervezett és rendszeres tevékenységek, intézkedések biztosítékot nyújthatnak a hibamentességi és karbantarthatósági követelmények kielégítésére.
A NATO vezetése 1967-ben deklarálta a tagállamok védelmi képességének és az ellátó rendszerek minıségének kapcsolatára, egységes szabályozására vonatkozó koncepciót. Megalkotta a Szövetség közös, szabványosított minıségbiztosítási modelljét, elıírta a NATOban rendszeresített eszközök minıségének és megbízhatóságának követelményeit a fejlesztéstıl a kivonásig terjedı idıszakra (STANAG 4107 Szabványosítási Egyezmény „Az Állami Minıségbiztosítás kölcsönös elfogadására és az AQAP-k alkalmazására”) [62]. A NATO minıségbiztosításának alapelve szerint a védelmi képesség a védelmi rendszerek és eszközök minıségétıl és megbízhatóságától függ, így mind a felhasználóknak, mind a fejlesztıknek és gyártóknak közös érdeke a megfelelı minıség és megbízhatóság biztosítása [63 - 66]. Alapkövetelmény az is, hogy a minıség- és megbízhatóság biztosítása már a tervezés, a fejlesztés idıszakában vegye kezdetét, folytatódjon a gyártási fázisban, majd terjedjen ki a készgyártmányok megbízhatóság szempontjából történı ellenırzésére és a berendezések üzemeltetési megbízhatóságának a megvalósítására. A polgári és katonai szereplık közötti együttmőködést a NATO a tagállamok által ratifikált Szabványosítási Egyezmények (STANAG-ok), a Szövetségi Minıségbiztosítási Dokumentumok (AQAP-k) és a Szövetségi Megbízhatósági és Karbantarthatósági Dokumentumok (ARMP-k) útján mőködteti.
20 A NATO AQAP 100-as dokumentumok az ISO 9000-es szabványsorozat elıírásain alapultak és katonai kiegészítı követelményeket írtak elı. A kiegészítések elsısorban a hadfelszerelési eszközök beszerzésénél a katonai minıségbiztosítás hatáskörére, ellenırzési, vizsgálati és felügyeleti rendjére vonatkoztak. Az ISO 9000: 2000-es nemzetközi szabványsorozat érvénybelépésével átdolgozásra kerültek a NATO AQAP minıségbiztosítási dokumentumok is, és 2003-ban megjelent az AQAP 2000-es sorozat [67 - 72]. Az AQAP 2000 a minıség életciklust átfogó, integrált, rendszerszemlélető megközelítésének politikáját tartalmazza, amely a következı négy területre vonatkozik [73]: 1. Az „idı” terület, amely fıleg az életciklusokkal foglalkozik (AQAP 2000 2.1) 2. A „funkció” terület, amely fıleg az életciklusok folyamataival foglalkozik (AQAP 2000.2.2) 3. Az „erıforrás” terület, amely fıleg az életciklusokban résztvevıkkel foglalkozik (AQAP 2000.2.3) 4. A „szervezet” terület, amely fıleg az irányítási (vezetési) rendszerrel foglalkozik (AQAP 2000.2.7-9). A maximális hatékonyság elérése érdekében, az életciklusban résztvevı szervezeteknek egy hatékony és gazdaságos minıségirányítási rendszert kell létrehozniuk, amit dokumentálni, rendszeresen értékelni és tökéletesíteni kell. A NATO minıségpolitikája megkívánja, hogy az AQAP dokumentumok és a nemzetközi szabványok integrált követelményrendszert alkossanak a katonai alkalmazás során [74].
Az AQAP elıírásait elsısorban a hon- és rendvédelmi szervezetek ellátásában részt vevı alábbi szervezeteknél kell alkalmazni [75]:
a fejlesztést irányító és beszerzést végzı katonai szervezeteknél, ahol meghatározzák a szállítókkal és a termékekkel szemben támasztott követelményeket, majd ellenırzik és igazolják (tanúsítják) a megfelelıséget,
azoknál a szállítóknál, amelyek felelısek a szerzıdésben vállalt követelmények teljesítésért. Ennek érdekében tehát a szervezetek a nemzetközi minıségirányítási szabványoknak és a katonai normatíváknak megfelelı minıségirányítási rendszert építenek ki, mőködtetnek, tanúsíttatnak. A szabványalapú irányítási rendszerek különálló vállalati alrendszerként való
21 mőködtetése költséges, konfliktusokkal terhelt. Ezért felmerült az igény a szervezeteknél, hogy az ISO 9001:2000-es szabvány, valamint e szabvány szerkezetének gyakorlatilag megfelelı,
szigorító
követelményeket
meghatározó
NATO
AQAP
2110/2120/2130
szabványok követelményeit integrálják. Az integrált irányítási rendszer alapját a szervezet alapvetı értékteremtı folyamataira épülı rendszernek kell képeznie, - a rendszert egységes dokumentációs rendszerrel célszerő kiépíteni és egy eljárásban tanúsíttatni, mert ezzel biztosítható a követelmények egységes értelmezése és vizsgálata [76, 77].
A magyar katonai minıségügyi szabványok a NATO minıségbiztosítási követelményeinek megfelelıen kerültek kiadásra, de nem a fentiekben felsorolt AQAP dokumentumokból származnak. (az AQAP 100-as sorozatot bizonyos terjedelemben a NATO visszavonta, de a magyar szabványosítás ezt nem követte) [78] (1. sz. táblázat). 1. sz. táblázat
A szabvány száma:
A szabvány magyar megnevezése:
MSZ K 1016:1992
A haditechnikai gyártmányok megbízhatóságát biztosító programok felépítése és tartalma. Általános követelmények
MSZ K 1174:2003
Az életciklus alatt minıségpolitika
MSZ K 1175:2003
NATO minıségbiztosítási fejlesztéshez és gyártáshoz
MSZ K 1176:2003
NATO útmutató az AQAP-110, -120, -130-hoz
MSZ K 1177:2003
NATO minıségbiztosítási követelmények a gyártáshoz
MSZ K 1178:2003
NATO minıségbiztosítási követelmények az ellenırzéshez és vizsgálathoz
MSZ K 1179:2003
NATO minıségbiztosítási követelmények a végellenırzéshez
MSZ K 1180:2003
NATO minıségbiztosítási szoftverfejlesztéshez
MSZ K 1181:2003
NATO-útmutató az AQAP-150 alkalmazásához
MSZ K 1182:2003
A NATO integrált minıségbiztosítási szoftverek életciklusa alatt
MSZ K 1183:2003
NATO-útmutató az AQAP-160 1. kiadásának alkalmazásához
MSZ K 1184:2003
NATO-útmutató átruházásához
az
az
integrált
rendszerekre
követelmények
állami
a
irányuló
tervezéshez,
követelmények
követelményei
minıségbiztosítási
a
a
feladatok
22 A katonai minıségbiztosítás területén a NATO-követelményeket a minıség életciklusokat átfogó, integrált rendszerszemlélető megközelítéséhez az AQAP 2009 tartalmazza, ez a dokumentum ad használati útmutatásokat az AQAP 2000-es sorozatban található követelmények értelmezéséhez és alkalmazásához. Az AQAP 2110 dokumentum 7.8. pontja a termék elıállítási folyamat részeként a megbízhatóság és karbantarthatóság követelmények teljesítését is elıírja. A NATO megbízhatóságra és karbantarthatóságra vonatkozó alapelveit a STANAG 4174 tartalmazza, míg a megbízhatóság és karbantarthatóság követelményeit a Szövetségi Megbízhatósági és Karbantarthatósági Dokumentumokban (ARMP-k) rögzítették. [79-82]. Az ARMP-1 a megbízhatóságra és karbantarthatóságra vonatkozó NATO követelményeket, az ARMP-4 információt, útmutatást nyújt a követelmények teljesítéséhez, az ARMP-6 meghatározza azokat a módokat, amelyek a szolgálatba állított berendezések megbízhatósági
követelményeinek
minısítésére
alkalmasak,
míg
az
ARMP-7
a
megbízhatóság és karbantarthatóság terminológiáját tartalmazza. A haditechnikai eszközök és hadianyagok tervezıi, gyártói a megbízhatósági és karbantarthatósági
követelmények
teljesítését
célzó
feladatokat
a
NATO
ARMP
dokumentumok felhasználásával kell, hogy elkészítsék. Az eljárások kidolgozásához a termék életciklusának és katonai vagy rendvédelmi funkciójának az ismerete szükséges.
1.3. Összegzés
Megállapítottam, hogy a nemzetközi szakirodalomban a minıség fogalmára nagyon sokféle meghatározással találkozunk, attól függıen, hogy a szerzık milyen irányból közelítik a minıséget: ez lehet: filozófiai alapú, termék alapú, gyártás alapú, vevıi igényeken vagy piaci értékeken alapuló. A különféle minıség meghatározásoknak megfelelıen más és más tevékenységek váltak fontossá a minıségcélok elérése érdekében. Napjainkban a minıség szempontjából történı igény-kielégítés gyakran a minıségirányítási rendszerek létrehozására vezet, ugyanis a minıség megvalósításának egyik lehetséges eszköze a szervezeteknél a minıségirányítási rendszerek kiépítése és mőködtetése.
A minıségirányítási rendszerek
bevezetésének egységes követelményeit az ISO 9001-es szabvány rögzíti, míg az ISO 9004-es célszerőnek tartja megfontolni, többek között, a termék megfelelısségén kívül annak megbízhatóságát, használhatóságát is. A megbízhatóság olyan győjtıfogalom, amelyet a használhatóság és az azt befolyásoló tényezık, azaz a hibamentesség, a karbantarthatóság és a
23 karbantartás-ellátás leírására használnak, - számszerő jellemzésére pedig megbízhatósági mutatókat alkalmaznak. A katonai minıségbiztosításnak a biztonság követelményeit is figyelembe kell vennie. A honés rendvédelmi szervezetek ellátásában résztvevı szervezeteknél a NATO Szövetségi Minıségbiztosítási Dokumentumokban (AQAP-k) és a Szövetségi Megbízhatósági és Karbantarthatósági Dokumentumokban (ARMP-k) rögzített feladatokat kell teljesíteni, célszerően integrált irányítási rendszeren keresztül.
24
2. Megbízhatóság-elemzési eljárások vizsgálata, összehasonlítása, értékelése Kutatási munkám egyik célkitőzése: megbízhatóság-elemzési eljárások tanulmányozása és összehasonlítása a katonai elektronikai rendszerekre való alkalmazhatóság szempontjából. Ebben a fejezetben ezért elıször ismertetem a megbízhatóság-elemzés általános lépéseit, majd ismertetem az irodalomban ismert, és a gyakorlatban is alkalmazott, kiválasztott eljárások lényeges jellemzıit, meghatározom az egyes eljárások elınyeit és hátrányait. Az elemzési eljárások értékeléséhez kidolgozom azokat az összehasonlító kritériumokat, amelyek a katonai elektronikai rendszerek vizsgálatára alkalmazható eljárások kiválasztásához nyújtanak segítséget. A vizsgált eljárások összehasonlító szempontok szerinti értékelését grafikus megjelenítéssel teszem szemléletesebbé.
2.1.
Rendszerek megbízhatóság-elemzésének általános menete
Egy
rendszer
megbízhatóságot
alkotó
képességeinek
–
hibamentességének,
karbantarthatóságának, valamint az utóbbi idıben idetartozónak tekintett biztonságának – a mérıszámai a megbízhatóság-elemzési eljárások segítségével vizsgálhatók és elıre-jelezhetık [83]. A megbízhatósági követelmények egységes szemlélető megvalósítására a Nemzetközi Elektrotechnikai
Bizottság
kidolgozta
a
megbízhatóság
irányítással
foglalkozó
szabványsorozatot [84, 85]. A sorozat elsı tagja, az IEC 60300-1 szabvány a Megbízhatóságirányítási rendszerekkel, második tagja, az IEC 60300-2 szabvány pedig a Megbízhatóságirányítás irányelveivel foglalkozik. Mindkét dokumentum mind tartalmában, mind szerkezetében összhangot kíván teremteni az ISO 9001:2000-es és az ISO 9004:2000-es minıségirányítási rendszerekre vonatkozó szabványokkal. Az IEC 60300-2 szabvány mellékletben rögzíti a megbízhatósági program elemeit, és ezekhez hozzárendeli az elvégzendı feladatokat. A megbízhatósági program-feladatok létrehozzák a megbízhatóságirányítási tevékenység egyes elemei közötti kapcsolatot, mind a termék elıállító, mind a vevı (felhasználó) szervezetén belül, és ezáltal lehetıvé teszik, hogy a termékek az üzemeltetésük során elérjék a megkövetelt megbízhatósági szintet. A program elemek között szerepel az elemzés, kiértékelés és értékelés tevékenysége (2.1. ábra), amelyhez tartozó feladatok: az alkalmazási környezet elemzése, a megbízhatóság modellezése és szimulációja, alkatrészek kiértékelése és ellenırzése, a tervezés elemzése és a termék kiértékelése, ok-okozat hatáselemzése és kockázatelemzés, elırejelzés, optimalizálási
25 elemzés, az életciklus-költség elemzése, megbízhatóság-növelés. Ezeket a feladatokat az egyes életciklus-szakaszokban kell megvalósítani.
Koncepció készítés
Tervezés és fejlesztés
Gyártás és üzembe helyezés
Üzemeltetés és karbantartás
Irányítás
A megbízhatóság mőszaki tervezése
Elemzés, kiértékelés és értékelés
Igazolás és érvényesítés
Ismereti alap létrehozása
Fejlesztés
2.1. ábra Megbízhatósági program-elemek az életciklus-szakaszokban
Az elemzési módszerek lehetıvé teszik a nem mennyiségi (kvalitatív) jellegő jellemzık valamint a számszerő (kvantitatív) jellemzık (például meghibásodási ráta, hibamentes mőködés valószínősége) becslését, amelyek a rendszer elıre jelzett, hosszú idıtartamú üzemi mőködését írják le. Az elemzési módszerek megválasztásánál figyelembe kell venni a rendszer bonyolultságát, mőködési módjait és a környezeti körülményeket egyaránt. A megbízhatósági program elemek elektronikai berendezések esetében történı egységes teljesítése érdekében került kifejlesztésre az IEEE 1332 szabvány 1992-ben, melynek továbbfejlesztéseként 1998-ban megjelentették az IEEE 1413 jelzető megbízhatóság elırejelzési szabványt, amely a kockázatok egységes értelmezését, a megbízhatóság elırejelzés módszereit és az alkalmazható eljárásokat rögzíti. [86]. A nemzetközi publikációk alapján megállapítható, hogy az elemzési eljárások alkalmazása az ipari gyakorlatban nagy
26 jelentıségő [87- 92]. Az irányításommal végzett hazai ipari alkalmazások is bizonyítják, hogy a vállalatok piacon maradásának feltétele az elemzési módszerek szisztematikus alkalmazása. [93-103].
Az elemzési eljárásokat különbözı rendszerszinteken célszerő alkalmazni, más-más részletességgel. A megbízhatóság-elemzés általános menete a következı lépésekbıl állhat [104] (2.2. ábra):
1. A rendszer mőszaki leírása
2. Hibakritériumok meghatározása
3. Követelmények kiosztása
deduktív Kvalitatív
4. A rendszer elemzése
induktív
Kvantitatív
analitikus módszer szimuláció
5. Eredmények felhasználása
Tervezés felülvizsgálata – kritikus hibák
Karbantartási, javítási stratégia
Gazdaságossági vizsgálatok
2.2. ábra Megbízhatósági-elemzés általános eljárásának lépései
27
1. lépés: A rendszer mőszaki leírása E lépés keretében felsoroljuk a rendszerre vonatkozó összes hibamentességi (szőkebb értelemben vett megbízhatósági) és használhatósági követelményt, jellemzıt és tulajdonságot, a környezeti és üzemeltetési feltételekkel együtt, valamint a karbantartási elıírásokat. Meghatározzuk az elemzendı rendszert és az üzemeltetés módjait, az egyes rendszerszintek közötti funkcionális kapcsolatokat és a kapcsolódó rendszereket, továbbá a rendszer mőködését befolyásoló folyamatokat.
2. lépés: A hibakritériumok meghatározása Definiáljuk a rendszer hibaállapotát (hibáját, vagyis azt, hogy mit tekintünk hibának), a hibakritériumokat,
valamint
a
rendszer
funkcionális
követelményeibıl,
a
várható
üzemeltetésbıl és az üzemi környezetbıl adódó feltételeket.
3. lépés: A követelmények kiosztása Ha számszerő adatokat kell meghatározni, célszerő az elızetes konstrukció (tervezés) alapján a megbízhatósági mérıszámokat kiosztani a rendszer egyes részei között. Ez azt jelenti például, hogy a rendszer még megengedett meghibásodási rátáját kiosztjuk az egyes részegységek között.
4. lépés: A rendszer elemzése A rendszerelemzés a következı módszerekkel végezhetı el: •
Kvalitatív elemzés (deduktív, induktív módszerrel),
•
Kvantitatív elemzés (analitikus módszerrel, szimulációval)
a) Kvalitatív elemzés Elemezzük a rendszer funkcionális struktúráját, meghatározzuk a rendszer és/vagy az alkotóelemek hibamódjait, a meghibásodási mechanizmusokat, a meghibásodások hatásait és következményeit, vizsgáljuk a termék karbantarthatóságát, megalkotjuk a (szőkebb értelemben vett) megbízhatósági és/vagy használhatósági modelleket, megállapítjuk a lehetséges karbantartási és javítási stratégiákat stb.
A funkcionális struktúraelemzés azt jelenti, hogy a rendszer hosszú idıtartamú üzemi mőködésének vizsgálata érdekében meghatározzuk, hogy milyen módon kell a rendszernek a
28 funkcióját ellátnia, és részletesen leírjuk a rendszer üzemeltetési és környezeti feltételeit. Szükséges lehet az is, hogy külön vizsgáljuk a rendszer funkcionális felépítését azért, hogy megállapítsuk, van-e valamilyen eltérés a megkövetelt funkciótól. A rendszerfunkciók ábrázolhatók funkcionális diagramokkal, jel-folyamat-(jelátvitel-) diagramokkal, állapotátmeneti diagramokkal, eseménysorozatokkal, táblázatokkal stb. A rendszer hibamentes mőködésének vagy meghibásodásának kvalitatív elemzése is elvégezhetı a következı két módszer egyikének segítségével: - deduktív (felülrıl lefelé haladó) módszer, például ilyen a hibafa-elemzés (FTA), - induktív (alulról felfelé haladó) módszer, például ilyen a hibamód- és hatáselemzés (FMEA), A gyakorlatban azonban az iteratív eljárás a szokásosabb, ebben a deduktív és induktív elemzést, egymást kiegészítve, alkalmazzák.
A deduktív eljárás lényege az, hogy a legmagasabb rendszerszintbıl indulunk ki, azaz magából a rendszerbıl vagy a részrendszerbıl, ezt követıen fokozatosan alacsonyabb rendszerszintekre térünk át azért, hogy meghatározzuk a nemkívánatos rendszermőködés körülményeit.
Az
elemzést
sorban
elvégezzük
az
egymást
követı
alacsonyabb
rendszerszinteken annak érdekében, hogy meghatározzuk a hibát és az ezzel kapcsolatos hibamódot, amely azt a hibahatást válthatja ki, amelyet eredetileg magasabb szinten már meghatároztunk. Ezeknek a második szintő hibáknak az esetében az elemzést megismételjük úgy, hogy a funkcionális mőködési utakat és összefüggéseket megvizsgáljuk, a következı alacsonyabb szintre áttérve. Ezt a folyamatot folytatjuk addig, amíg a kívánt legalacsonyabb szintet elérjük. Így például egy elektronikai rendszer esetében ez azt jelenti, hogy a rendszer hibájából indulunk ki, ezt követıen a részrendszer hibáira vezetjük vissza a rendszerhibát, a részrendszer hibáit pedig a részegységek hibáira, majd azokat pedig az áramköri elemekre, és ezt folytatjuk addig, amíg az alkotóelem-szinthez elérünk.
A deduktív módszer eseményorientált módszer, nagyon hasznos a rendszertervezés koncepcionális szakaszában, amikor a rendszer egyes részletei még nincsenek teljesen definiálva. Használják a többszörös meghibásodások értékelésére is, ide tartoznak a sorozatban kapcsolódó meghibásodások, a közös ok következtében fellépı hibák, vagy bármely olyan eset, amelyben a rendszer bonyolultsága elınyösebbé teszi azt, hogy kezdetben felsoroljuk a rendszer hibáit, illetve a rendszer sikeres mőködésének lehetséges eseteit. Minden esetben a nemkívánatos eseményt vagy a rendszer sikeres mőködését a vizsgált legmagasabb szinten adjuk meg, ezt nevezik fıeseménynek (legfelsı eseménynek). Az ehhez
29 az eseményhez kapcsolódó kiegészítı okokat az összes rendszerszinten meghatározzuk, és elemezzük.
Az induktív módszer lényege, hogy az alkotóelem- (alkatrész) szinten határozzuk meg a hibamódokat.
Mindegyik
hibamódnak
a
rendszer
mőködésére
gyakorolt
hatását
meghatározzuk úgy, hogy elıször a következı magasabb rendszerszintre térünk át, és ezen határozzuk meg az alkotóelem egyes hibamódjainak hatását. Ez az eredı hibahatás lesz a hibamód ezen a magasabb rendszerszinten, és az egyes hibamódok hibahatásait elemezzük ezen a szinten. Az egymást követı iterációk a hibahatások tényleges azonosítását eredményezik az összes funkcionális szinten, a rendszerszintig bezárólag. Ez a lentrıl felfelé haladó módszer szigorú az összes hibamód meghatározásában. Mivel az alkotóelemhibamódokat kell azonosítani, ezért ezt a módszert szokásosan a tervezés késıbbi szakaszaiban alkalmazzák, amelyekben a berendezés már kiforrottá vált. b) Kvantitatív elemzés Meghatározzuk a termék megbízhatósági mutatóit (például a meghibásodási rátát), megalkotjuk a matematikai modellt a megbízhatósági és/vagy a használhatósági modellre. A matematikai modelleket számszerően értékeljük. Elvégezzük az alkotóelemek kritikussági és érzékenységi elemzését. Kiértékeljük, hogy a tartalékolási módszerek, és karbantartási stratégiák alkalmazásával milyen mértékben javul a rendszer mőködésének megbízhatósága.
5. lépés: Az eredmények felhasználása a tervezés során. Az eredmények értékelése után ezeket összehasonlítjuk a követelményekkel és/vagy a konstrukciós változatokkal (tervezési módokkal). A további tevékenységek a következı területekre terjedhetnek ki:
a) A rendszerkonstrukció (rendszer-tervezés) felülvizsgálata, a kritikus és nagyon kockázatos (veszélyes) hibamódok meghatározása, a kritikus hibák megelızését szolgáló jellegzetes tervezési elvek meghatározása.
b) A megbízhatóság javítására alternatív eljárások kidolgozása (például tartalékolási elrendezések, a mőködés folyamatos ellenırzése, hibafelkutatás, eljárások a rendszer újra elrendezésére, karbantarthatósági, alkatrész-helyettesíthetıségi és javítási eljárások).
30 c) Gazdaságossági vizsgálatok elvégzése és a konstrukciós (tervezési) változatok költségének értékelése. A megbízhatóság-elemzési eljárások alkalmazásának egyik fontos területe a karbantartásszervezés. A korszerő termelés–minıségirányítási rendszerek kialakítása és mőködtetése során került elıtérbe a Teljes körő hatékony karbantartás (TPM) tevékenysége, amely egy TQM szemlélető termelésirányítási rendszer, és olyan hatékonyság-javításra összpontosít, amely a termelékenység és a minıség folyamatos javításával érhetı el [105, 106]. A TPM a szervezet minden részlegét, irányítási szintjét érintı elv, amely hozzájárul az üresjáratok elkerüléséhez, a rugalmasabb és gazdaságosabb alkalmazkodáshoz. Segít megelızni a szokásos veszteségeket, amelyek forrásai az alábbiak lehetnek: •
az eszközök, berendezések meghibásodása,
•
az átállások, beállítások idıkiesése,
•
a rövid idejő leállás és üresjárat,
•
a ciklusidık eltérése az elıírttól,
•
minıségi hibákból (selejtbıl, után-munkálásból) adódó veszteségek.
A hatékony és eredményes TPM programok kialakításának egyik alapkövetelménye az, hogy az adott rendszer karbantartható, javítható, fejleszthetı legyen és elégítse ki a megfelelıségkövetelményeket.
2.2. Megbízhatóság-elemzési eljárások vizsgálata, értékelése Az
elektronikai
rendszerek
vizsgálatára
többféle
megbízhatóság-elemzési
eljárás
alkalmazható a gyakorlatban. A legismertebb elemzési módszerek a következık [107]: Hibamód és –hatás elemzés (FMEA), Hibamód, -hatás és kritikusság elemzés (FMECA), Hibafa elemzés (FTA), Megbízhatósági diagram (RBD), Markov elemzés (MA), Megbízhatóság elırejelzés (RP), Ok-hatás elemzése, Esemény szimuláció, Rendszerredukció, Eseményfa, Igazságtáblázat, Veszélyhelyzet és üzemeltethetıség vizsgálat (HAZOP). A felsorolás rávilágít arra, hogy nincs egyetlen átfogó megbízhatóság-elemzési módszer, azt célszerő kiválasztani, amelyik a legjobban megfelel az adott rendszer vagy elemzés célkitőzéseinek. A megbízhatóság-elemzést a gazdaságossági szempontok is befolyásolják, ezért a megfelelı módszer a következı feltételeknek is eleget kell tegyen: •
a modellek és az értékelési módok a megbízhatósági feladatok széles körét átfogják,
31 •
a kiválasztott módszerrel elıremutató, szisztematikus, kvalitatív és kvantitatív elemzést lehet elvégezni,
•
ha az adatok rendelkezésre állnak, elvégezhetı a megbízhatósági mutatók elırejelzése.
Az IEC 60300-2-es szabvány ajánlásait valamint a gyakorlati tapasztalatokat, illetve a katonai elektronikai rendszerekre való alkalmazhatóság szempontjait figyelembe véve, a következı fejezetekben az alábbi megbízhatóság-elemzési eljárások áttekintését, értékelését és összehasonlítását végeztem el: Hibamód és –hatás elemzés, Hibafa elemzés, Megbízhatósági diagram, Markov-elemzés, Megbízhatóság elırejelzés, Veszélyhelyzet és üzemeltethetıség vizsgálat.
2.2.1. Hibamód és –hatás elemzés (FMEA) A hibamód és – hatás elemzése (Fault Mode and Effect Analysis, FMEA) induktív (a rendszerben alulról felfelé haladó) és kvalitatív megbízhatóság-elemzési eljárás [108]. Különösen akkor alkalmas a használata, ha azt vizsgáljuk, hogy az alapanyag-, alkatrész és készülék-hibáknak milyen a hatásuk a rendszer következı magasabb rendő funkcionális szintjére, és milyen hibamechanizmusok jöhetnek létre ezen a szinten. Ennek a lépésnek sorozatos és fokozatos alkalmazásával az összes rendszer-hibamódot ténylegesen feltárhatjuk. Az FMEA lehetıvé teszi egyszerő funkcionális rendszerek esetében a különféle technológiával elıállított (elektronikai, mechanikai, informatikai) rendszerek elemzését is. Az FMECA (Fault Mode, Effect and Criticality Analysis; magyarul: hibamód, -hatás és – kritikusság elemzése) kiterjeszti az FMEA-t a kritikusság elemzésére is azáltal, hogy a hibahatások kockázatát számszerően fejezi ki az elıfordulás valószínőségével, az egyes hatások súlyosságának és felfedezhetıségének valószínőségével.
A hibamód, -hatás és kritikusság elemzés (FMECA) a következı célok elérésére törekszik [109]: •
egy termék/folyamat potenciális hibáinak, ill. azok hatásainak felismerése és értékelése,
•
intézkedések megállapítása, melyek a potenciális hibák fellépésének esélyét csökkentik, illetve megszüntetik,
•
a folyamat dokumentálása.
32 Egy sikeres FMECA program végrehajtásának egyik legfontosabb tényezıje az idıszerőség. Ez azt jelenti, hogy az elemzés - lehetıség szerint - megelızı tevékenység legyen, és nem egy utólagos tényfeltárás. Célszerő az FMECA szabályozást még azelıtt elkészíteni, mielıtt egy tervezési vagy gyártási hibalehetıség észrevétlenül beépül a termék elıállításának folyamatába. Ha akkor készül FMECA, amikor a termék/folyamat módosításai a legkönnyebben és legolcsóbban végrehajthatók, enyhíthetık a késıbbi változtatások krízisei. Egy FMECA csökkentheti, vagy megszüntetheti egy korrekció végrehajtásának azon kockázatát, amely késıbb sokkal nagyobb problémát is eredményezhet, pl. katonai mőszaki rendszerek biztonságát veszélyeztetheti. Az FMECA, megfelelıen alkalmazva, egy interaktív folyamat, amely soha nem fejezıdik be. Az FMECA módszernek két fajtája van: a konstrukciós (Design) és a folyamat (Process) FMECA.
A konstrukciós FMECA jellemzıi: A konstrukciós FMECA célja a konstrukciós megoldásokból és a tervezı által készített elıírásokból eredı hibalehetıségek feltárása és megszüntetése. A konstrukciós FMECA az összehasonlítható esetek és események elméleti ismereteire és tapasztalataira épül. Kiegészítik az elemzést a fejlesztés során fellépı hibák tapasztalatai is.
A konstrukciós FMECA alkalmazási területei: •
a
hiba-elıfordulási
valószínőség
mennyiségi
és
minıségi
megítélésének
megállapításai, •
a hiba-elıfordulás valószínőségének összehasonlítása a megoldási koncepciók alternatíváival,
•
a megbízhatóságot jelentısen befolyásoló kritikus részek megfigyelése,
•
a konstrukció minıségképességének vizsgálata /azaz a berendezés kulcstulajdonságai és konstrukciós variánsai közötti kapcsolat feltárása, elemzése és minısítése/.
A konstrukciós FMECA keretein belül elkülöníthetı a felhasználói FMECA, melynek célja a felhasználási folyamat során fellépı hibák, hibalehetıségek feltárása, megszüntetése.
A folyamat FMECA jellemzıi: A folyamat FMECA egy olyan elemzési eljárás, melyet a gyártásért felelıs mérnök/csoport eszközként
használ
arra,
hogy
megállapítsák
a
gyártás
során
technológiai
33 fegyelmezetlenségbıl, anyag-, gép- és eszközhibából eredı lehetséges hibákat, és a hozzájuk kapcsolódó okokat/mechanizmusokat.
A folyamat FMECA az alábbi tevékenységeket foglalja magába: • azonosítja a termékkel kapcsolatos potenciális folyamathiba-módokat, • megállapítja a hibák lehetséges hatásait a felhasználókra nézve, • azonosítja a lehetséges gyártási vagy összeszerelési folyamatok következményeit, meghatároz mőveleti egységeket, amelyekre az ellenırzést fókuszálja a hibafeltételek elıfordulásának csökkentése vagy megszüntetése érdekében, • létrehoz egy rangsorolt listát a lehetséges hibamódokról, ezáltal megalapoz egy prioritási rendszert, amely a javító intézkedések alapjául szolgál, • dokumentálja a gyártási vagy összeszerelési folyamat eredményeit.
Az FMECA gyakorlati lépései: A konstrukció/folyamat FMECA a 2.3. ábrán látható gyakorlati lépések szerint készíthetı el A munkacsoport a konstrukció/folyamat FMECA készítést az adott konstrukció vagy tevékenység folyamatábrájával, és az ehhez kapcsolódó kockázatértékeléssel kezdi. A folyamat FMECA feladata annak biztosítása, hogy a termék kivitelezett konstrukciója megegyezzen a tervezési törekvéssel. Így a folyamat FMECA alapja a konstrukciós FMECA. A folyamat FMECA egy olyan dokumentum, amelyet a gyártásra való elıkészítést megelızıen kell készíteni, és az összes gyártási mőveletet számításba kell venni. Az új vagy javított folyamatok korai átnézése és elemzése elısegíti a lehetséges folyamathibák elırejelzését, korlátozását és kiküszöbölését. (Egy konkrét elektronikai termék gyártási folyamatának FMECA elemzését tartalmazza a 2.sz. Melléklet.) A termék funkcionális hibáját a folyamat FMECA, mint lehetséges hibát vizsgálja, és elemzi annak megállapítására, hogy milyen hibák jelentkezhetnek a gyártási folyamat során A folyamat FMECA figyelembe veszi a termék konstrukciójának jellemzıit a tervezett gyártásra vagy összeszerelési folyamatra vonatkoztatva annak biztosítására, hogy a létrehozott termék a lehetséges mértékben megfeleljen a felhasználó igényeinek és elvárásainak. A folyamat FMECA szabályozás új gépek vagy felszerelések kifejlesztéséhez is segítséget nyújt. A módszertan azonos, habár a gép vagy felszerelés fejlesztésekor a terméket is figyelembe veszik. Ha a potenciális hibalehetıségek ismertek, javító intézkedéseket lehet
34 hozni annak érdekében, hogy megszüntessék ıket, vagy folyamatosan csökkentsék bekövetkezésük esélyét.
1. Munkacsoport kialakítása
2. A konstrukció/folyamat elemekre bontása
3. Hibák, következmények, okok feltárása és súlyozása (RPN szám), dokumentálás
4. Javaslatok készítése, beavatkozások megtervezése, akcióterv készítése
5. Jóváhagyatás
6. A javított konstrukció/folyamat ellenırzése
7. A csoport önelemzése
2.3. ábra Az FMECA készítésének lépései
A hibamód, -hatás és kritikusság elemzés elınyei: •
rendszerezetten megállapítja a hiba-ok és okozat (hatás) közötti összefüggéseket,
•
felkutatja az elızetesen vagy pontosan nem ismert lehetséges hiba-hatásokat,
•
meghatározza a speciális okok által elıidézett hiba-hatásokat, illetve azokat, amelyek fontosnak tekintett hibák következményeként fordulnak elı,
•
megvilágítja a mellékes hiba-hatásokat, valamint a szokásos funkcionális mőködéstıl való eltéréseket.
35 Hátrányai: •
az elemzésekkel kapott adatok száma még viszonylag egyszerő rendszerek esetében is nagy lehet,
•
lehet, hogy bonyolulttá és irányíthatatlanná válik az elemzés,
•
nehezen vizsgálhatók ezzel a módszerrel a helyreállítási folyamatok, a környezeti feltételek, a karbantartási szempontok,
•
lehet, hogy bonyolultan kezeli a rendszer alkotórészeiben levı hibák közötti kapcsolatokat.
2.2.2. Hibafa elemzés (FTA) A hibafa elemzés (Fault Tree Analysis, FTA) deduktív (fentrıl lefelé haladó) eljárás a rendszer-megbízhatóság elemzésére [109]. Ez az elemzési módszer azoknak a feltételeknek és tényezıknek a meghatározásával és elemzésével foglalkozik, amelyek elıidézik az elızetesen definiált nemkívánatos esemény bekövetkezését, illetve jelentısen befolyásolják a rendszer mőködését, biztonságát, gazdaságosságát vagy más elıírt jellemzıjét [111]. Az elemzést az ún. fı esemény (az elıre definiált nem kívánatos esemény) megállapításával kezdjük, meghatározzuk, hogy ennek melyek a lehetséges okai vagy hibamódjai a következı alacsonyabb funkcionális rendszer szintjén. Ezt követıen lépésenként lebontjuk a nemkívánatos rendszermőködés okait alacsonyabb és alacsonyabb rendszerszintekre, egészen addig, amíg a tovább már nem bontható alkatrészszintig eljutunk. Ezen a legalacsonyabb szinten az okokat rendszerint az alkatrészek hibamódjai képezik. Az elemzés eredményeit az ún. hibafán ábrázoljuk. A hibafán történı ábrázolás könnyen áttekinthetı, elemzésre alkalmazható kell legyen, és lehetıvé kell tegye a következı okok és tényezık azonosítását :
• a rendszer megbízhatóságát és mőködési jellemzıit befolyásoló tényezık [például az alkotóelemek hibamódjai, az üzemelés hibái (tévedései), a környezeti feltételek, szoftverhibák]; • olyan ellentmondásos követelmények vagy elıírások, amelyek hatással lehetnek a rendszer megbízható mőködésére;
36 • olyan, ún. közös események, amelyek egynél több funkcionális rendszerelem mőködését is befolyásolhatják.
A hibafán az események logikai kapuk által kapcsolódnak egymáshoz. Egy kapuhoz egy kimeneti esemény, de egy vagy több bemeneti esemény tartozhat A bemeneti események meghatározzák a kimeneti esemény bekövetkezésének lehetséges okait és feltételeit. Ezek az összefüggések azonban szükségképpen nem határozzák meg az események közötti sorrendbeli (idıbeli) kapcsolatot. Az ÉS, VAGY és NEM kapukon kívül további szimbólumok is használhatók (2. sz. táblázat).
A hibafa elemzés során leggyakrabban használt szimbólumok az IEC 1025 szabvány és más elfogadott megállapodások szerint: 2. sz. táblázat
ÉS kapu: Az esemény csak akkor következik be, ha az összes bemeneti esemény együttesen következik be
VAGY kapu: Az esemény csak akkor következik be, ha a bemeneti események közül legalább egy bekövetkezik.
NEM kapu: Az esemény csak akkor következik be, ha a bemeneti esemény ellentettje következik be.
Kizáró VAGY kapu: Az esemény csak akkor következik be, ha a bemeneti események közül egyetlenegy következik be.
Tartalékolt rendszer: Az esemény csak akkor rendszer következik be, ha n bemeneti eseménybıl legalább m bekövetkezik.
Kapu: A kapu általános szimbóluma, funkcióját a kapun belül kell meghatározni.
Eseményt leíró téglalap (blokk): Az esemény megnevezését, kódját vagy leírását és ha kell, bekövetkezése valószínőségét kell feltüntetni a szimbólumon belül.
37
Alapesemény: Tovább nem bontható esemény. Tovább nem bontott esemény: Esemény, melynek további bontását nem végzik el (rendszerint mert szükségtelen).
Máshol elemzett esemény: Esemény, melyet másik hibafán bontanak fel. Ábrán belüli áthelyezés: Az eseményt máshol definiálták a hibafán.
Ábrán kívüli áthelyezés: Ismételt esemény, másik hibafán már alkalmazták.
A számszerő elemzést a hibafa alapján lehet elvégezni, a rendszer hibamentességi és használhatósági mutatóira a Boole-féle algebra módszereit felhasználva lehet becslést adni A számításokhoz szükséges alapvetı adatok a következık lehetnek: alkatrészek meghibásodási rátái, javítási ráták, hibamódok elıfordulási valószínőségei stb.
A hibafa elemzés hatékony végrehajtását az alábbi lépések egymásutánisága biztosítja (2.4. ábra): •
az elemzés területének meghatározása: az elemzésre váró rendszer, az elemzés céljának és méretének, valamint az alapvetı feltételeknek a meghatározása,
•
a rendszer konstrukciójának, funkcióinak és mőködésének megismerése,
•
a fıesemény egyértelmő meghatározása, - fıesemény lehet pl. egy rendszer meghibásodása, vagy egy veszélyes környezeti körülmény fellépése is,
•
a hibafa megszerkesztése, - a hibafákat vagy felülrıl lefelé, vagy jobbról balra ábrázolják, így a fıesemény vagy az ábra felsı részén, vagy a jobb oldalon található,
•
hibafa értékelés: kvalitatív vagy kvantitatív módon, - az értékelés három alapvetı módszerét szokták alkalmazni: hibafa átvizsgálását, a Boole-féle redukciót és a minimális vágathalmazok meghatározását,
38 •
jelentés készítése az elemzés eredményeirıl: a célkitőzést és tématerületet, a rendszerleírást, a feltételeket, a rendszer-hiba definícióját és kritériumait, a hibafa analízist, az eredményeket és következtetéseket.
1. Az elemzés területének meghatározása
2. A rendszer megismerése
3. A fıesemény meghatározása
4. A hibafa szerkesztése
5. A hibafa értékelése
6. Jelentés készítése
2.4. ábra A hibafa elemzés végrehajtásának lépései
A hibafa elemzés elınyei: •
meghatározza, és szisztematikusan leírja a hibák kialakulásának logikai útját, kiindulva egy speciális hibából és visszavezetve azt az elsıdleges kiváltó okokra,
•
képes leírni a párhuzamos, tartalékolt rendszereket, illetve alternatív hibaállapotok kialakulásának logikai útjait,
•
olyan rendszereket is leír, amelyeknek több keresztkapcsolású részrendszerük van,
39 •
egyszerő módon feldolgozza a hibák kialakulásához vezetı utakat, minimális mértékben felhasználva a logikai modelleket (például a Boole algebrát),
•
lehetıvé teszi a logikai modellek egyszerő átalakítását a megfelelı valószínőségi értékekre,
•
meghatározza azoknak a hibamódoknak az okait, amelyeknek a legnagyobb a hatásuk a fıeseményre,
•
vizsgálja az olyan végsı hatás (következmény) lehetséges okait, amely elıre nem látható (elıre nem jelezhetı),
•
hasznos olyan általános, rendszerezett hibaelemzés során, amely esetén a kiindulópontokat egy vagy két fontosabb esemény kimenetele szolgáltatja.
Hátrányai: •
nagyon nagy fákhoz vezethet, ha az elemzést túlságosan mélyrehatóan végzik,
•
ugyanaz az esemény a hibafa különbözı részein is elıfordulhat, és ez összekeveredéshez vagy tévedéshez vezethet,
•
nem mutatja be a saját helyükön az állapotok közötti átmenetek útját,
•
szükségessé teszi, hogy minden egyes fıeseményre külön-külön hibafát szerkesszünk, ezután nagyon körültekintıen kell megvizsgálni a hibafák közötti kölcsönös kapcsolatokat,
•
elsıdlegesen a hibák vagy a meghibásodások elemzésére szolgál, nem foglalkozik hatékonyan a bonyolult javítási és karbantartási stratégiákkal, illetve az általános használhatósági elemzéssel.
2.2.3. Megbízhatósági diagram (RBD) A megbízhatósági diagram módszer (Reliability Block Diagram) a rendszer megbízható mőködésének grafikus leírására szolgáló deduktív módszer [112, 113]. Megmutatja, hogy milyen logikai kapcsolat van a rendszer sikeres mőködéséhez szükséges mőködı elemek (alkatrészek, részrendszerek) között.
40 A rendszer megbízhatósági modellje megszerkesztésének egyik alapvetı feltétele, hogy részletesen ismerjük a rendszer összes lehetséges mőködési módját. Ehhez megállapítjuk az elvégzendı rendszer – funkciókat, a mőködési paramétereket és a még megengedhetı tőréshatárukat, a környezeti és üzemeltetési feltételeket. Egyes rendszerek több funkcionális üzemmódban is használhatók, minden funkció ellátására külön-külön célszerő diagramot szerkeszteni és alkalmazni az üzemeltetés egyes típusaira. Az RBD szerkesztése során különféle kvalitatív elemzési módszer alkalmazható. Mivel a rendszer sikeres mőködését egy vagy több meghibásodási fajta akadályozhatja, ezért mindegyik rendszerhibára vonatkozóan felosztjuk a rendszert olyan logikai tömbökre, amelyek lehetıvé teszik a meghibásodási elemzést. Az egyes tömbök a rendszer részstruktúráit jeleníthetik meg, amelyek egyenként ábrázolhatók további megbízhatósági diagramok segítségével. Az RBD kvantitatív értékelésére alkalmazhatók a Boole-algebrai módszerek, valamint a mőködési utakat és a hibás utakat leíró elemzési módszerek [114].
A megbízhatósági diagram készítés lépései (2.5. ábra): 1. Kritériumok meghatározása
2. A rendszer tömbökre osztása
3. A diagram szerkesztése
4. A diagram kiértékelése
2.5. ábra A megbízhatósági diagram készítés lépései
1. meghatározzuk a rendszer sikeres mőködésének kritériumait, 2. felosztjuk
a rendszert
olyan
egységek
(elemek,
alkatrészek,
részegységek,
berendezések) tömbjeire, amelyek tükrözik a rendszer sikeres mőködésének logikai alapjait, 3. megszerkesztjük azt a diagramot, amely úgy köti össze ezeket a tömböket, hogy azok a rendszer sikeres mőködési útját ábrázolják,
41 4. elvégezzük a diagram kiértékelését.
Az alábbi diagramok különféle mőködési utakat mutatnak be, tartalmazzák azokat az elemkombinációkat, amelyeknek mőködniük kell, hogy a rendszer mőködjék (jelölésük egy-egy téglalap, ezek a tömbök): Ha az összes elemnek (tömbnek) mőködnie kell ahhoz, hogy a rendszer mőködjék, akkor a diagramon az összes elem sorba van kapcsolva: A
B
Soros megbízhatósági diagram
C
Ha egy elem vagy tömb meghibásodása nem befolyásolja a rendszer mőködését, akkor párhuzamos megbízhatósági diagramot készítünk: A Párhuzamos megbízhatósági diagram B
Gyakran elıfordul, hogy olyan rendszereket kell modellezni, amelyek esetében a sikeres mőködés feltétele az, hogy n számú párhuzamosan kapcsolt elem közül legalább m számúnak mőködnie kell. Az ilyen rendszert „n”-bıl „m” típusú rendszernek nevezik, és ez a tartalékolás egy összetettebb formája: A
A
2/3
„3”-bıl „2” típusú rendszer
A
Ha a diagramok nagyon bonyolultaknak látszanak, akkor célszerő megvizsgálni, hogy lehet-e tömöríteni a tömböket olyan csoportba, amely már könnyebben kezelhetı, de az így kapott kapcsolatoknak függetleneknek kell lenniük.
42 A megbízhatósági diagram elınyei: •
gyakran közvetlenül megszerkeszthetı a rendszer funkcionális diagramjából,
•
a rendszer-konfigurációk legtöbb típusát ábrázolja (soros, párhuzamos, tartalékolt rendszer),
•
képes az eltérések teljes elemzésére és gazdaságossági vizsgálatokra a rendszer mőködési paramétereinek változása során,
•
kétállapotú alkalmazás esetén egyszerően értékeli a funkcionális (nem-funkcionális) utakat logikai modellekkel (pl. Boole-algebrával),
•
alkalmas arra, hogy megmutassa a rendszer eredı megbízhatóságát döntıen befolyásoló részegységeket,
•
alkalmas olyan modellek felállítására, amelyekkel kiértékelhetı valószínőségszámítási
mennyiségek
segítségével
a
rendszer
eredı
megbízhatósága
és
használhatósága, •
a teljes rendszert jellemzı, részletes diagramokat ad meg.
Hátrányai: •
teljes hiba elemzést nem ad, például az ok-okozat utakat nem tárja fel,
•
kvantitatív kiértékeléshez a diagramon levı valamennyi elem esetében a mőködési idı valószínőségi eloszlásának ismerete szükséges,
•
nem mutatja meg a nem tervezett kimeneti eseményeket,
•
nem foglalkozik hatékonyan a bonyolult javítási és karbantartási stratégiákkal, illetve az általános használhatósági elemzéssel.
2.2.4. Markov-elemzés (MA) A Markov elemzés (Markov Analysis) olyan fıként induktív elemzési módszer, amely alkalmas a funkcionálisan bonyolult rendszerstruktúrák és az összetett javítási-karbantartási stratégiák elemzésére. A módszer a Markov-folyamatok elméletét használja fel, a rendszer lehetséges állapotait és az eseményeket (meghibásodás, javítás) tartalmazó állapottér modellt alkalmazza [115]. A módszer a rendszer lehetséges állapotaira és az azokat megváltoztató
43 eseményekre (állapotváltozásokra) alapozott elemzés. Kezdeti lépésként a vizsgált összes állapotot meg kell határozni, a hozzájuk tartozó átmeneti valószínőségekkel együtt. Ezek az egyik állapotból a másikba való átmenet valószínőségét adják meg, rendszerint az alkotóelemek meghibásodási rátái segítségével és/vagy a javítási rátákkal. Ezekrıl az átmeneti rátákról rendszerint feltételezzük, hogy állandók, azaz az idıtıl függetlenek (tehát a mőködési idı és a javítási idı valószínőségi eloszlása exponenciális).
A rendszer állapotai legyenek:
Z1, Z2, Z3, ... Zi, Zj, ... Zn.
Tehát az állapotindexek: x = 1, 2, 3, ... i, j, ... n.
Átmenetet okozó esemény kétféle lehet: valamelyik elem meghibásodása, vagy valamilyen
javítás, hibaelhárítás. Az átmenetek valószínőségét meghatározza az esemény gyakorisága, és az a feltétel, hogy a rendszer az eseményt megelızı állapotban van. Amennyiben a változást nem befolyásolják a korábbi állapotok, csak a közvetlenül megelızı, akkor a folyamatot emlékezetmentes, egylépéses Markov-folyamatnak nevezik. Az átmenet feltételes valószínősége rövid dt idı alatt az esemény intenzitásának (aij(t) ) és a dt idıtartamnak a szorzata. A Zi ⇒Zj átmenetre:
P {x(t+dt)=j | x(t)=i} = aij(t) dt.
(2.1)
Ezt a feltételes valószínőséget meg kell szorozni a feltétel valószínőségével, azaz a Zi állapotban való tartózkodás valószínőségével. Így annak valószínősége, hogy a rendszer a t idıt követıen dt idı alatt a Zi-bıl Zj-be lép:
P {x(t)=i ∧ x(t+dt)=j} = Pi(t) aij(t) dt
(2.2)
Ha az átmenet intenzitása az idıben állandó, aij(t)=aij, akkor a folyamatot idıben homogénnek nevezzük. A megbízhatóság elméletben ez a nem öregedı tulajdonság, az átmenetekhez exponenciális eloszlás tartozik.
P {x(t)=i ∧ x(t+dt)=j} = Pi(t) aij dt
(2.3)
44 Az állapotok száma gyakorlatilag véges, az egyenleteket valamennyi állapotváltozásra felírva egy differenciálegyenlet rendszer jön létre, amelyet megoldva, a kezdeti állapoteloszlást is számításba véve, meghatározható az összes állapot Px(t) valószínősége.
Zj-re: P j ( t + dt ) =
∑ P (t ) a
∀x ≠ j
x
xj
dt + P j ( t ) [1 −
∑a
∀x≠ j
jx
dt ]
(2.4)
A (2-4) kifejezés elsı tagja annak valószínősége, hogy a t idıpontban valamelyik Zx ≠ Zj állapotban van a rendszer és dt idı alatt Zj -be megy. A második tag pedig, hogy t idıpontban Zj –ben van, és dt idı alatt nem megy semelyik Zx ≠ Zj állapotba. Ebbıl átrendezve:
Pj (t + dt) − Pj (t ) dt
∑ P (t) a
=
∀x≠ j
x
xj
− Pj (t ) ∑ a jx
(2.5)
∀x≠ j
Ha az idı tart a végtelenhez, és az egyenletrendszernek létezik egy stacioner megoldása, akkor a rendszer „ergodikus”3 és valamennyi Zj állapotra:
dPj (t )
=0
(2.6)
= Pj ∑a jx
(2.7)
dt
és így (2.5) és (2.6) alapján:
∑P a
∀x≠ j
xj
∀x≠ j
lim Px ( t ) = Px
ahol
A
x
t→∞
(2.7)
lineáris
egyenletrendszer
megoldásával
valamennyi
alapvetı
paraméter
meghatározására mód van: kiszámítható minden állapothoz és állapotcsoporthoz az abban való tartózkodás várható idıtartama és stacioner valószínősége is, azzal a feltétellel, hogy a modell ergodikus.
3
Ergodikusnak nevezzük az állapottér struktúrát, ha minden állapot, minden állapotból elérhetı.
45 Az ilyen rendszerek elemzésére szolgáló módszerek alkalmazhatósága korlátozott ugyan az általánosabb állapottér modellhez viszonyítva, azonban egy olyan egyszerő számítási eljárást tesznek lehetıvé, ami a gyakorlatban adódó feladatok nagy részének megoldására hasznosítható. Ha a struktúra ergodikus, akkor kellıen hosszú idı alatt valamennyi állapot bekövetkezik, (végtelen hosszú idı alatt biztosan valamennyi). Az idı növelésével az egyes állapotokban eltöltött (összegzett) idı monoton nı. Az idıtartamok relatív értéke és ezzel az állapotok relatív valószínősége stabilitást mutat. Minden határon túl növekvı idıben stacioner
valószínőség-eloszlás jön létre, amelyik a kezdeti állapot eloszlástól nem függ. A (2.7) egyenlet az állapotváltozások egyensúlyát írja le. E szerint az állapotba való belépéseknek a kilépésekkel egyensúlyt kell tartaniuk. (Mert különben az adott állapot valószínősége hosszú idı alatt vagy a nullához, vagy az egységhez tartana, ez viszont csak forrás, illetve nyelı esetén lenne lehetséges, ilyen viszont az ergodikus rendszerben nincs.) A (2.7) egyensúly egyenleteibıl valamennyi állapot stacioner valószínősége számítható:
Pj =
∑Pa ∑a x
∀x ≠ j
∀x ≠ j
xj
(2.8)
jx
ahol minden állapotvalószínőség nagyobb nullánál
Px > 0 ∀x
(2.9)
és általánosan igaz, hogy összegük egységnyi
Σ Px = 1.
(2.10)
A kvalitatív elemzés megköveteli az összes lehetséges rendszerállapot meghatározását, ezeket célszerő az állapot átmeneti diagrammokkal ábrázolni. Az átmeneti valószínőségek felhasználásával és az állapot átmeneti diagrammokon ábrázolt állapotok közötti összefüggéseket bemutató grafikonok segítségével az átmeneti mátrix (a matematikai modell) megalkotható. Ez használható fel a rendszer megbízhatósági / használhatósági mutatóinak kiszámítására. A homogén Markov-láncok általában jó modellt adnak az elektronikai rendszerek meghibásodási folyamataira. Nem elektronikai (pl. mechanikai) rendszerek esetében, illetve a javított elektronikai rendszerek javítási folyamatainak pontosabb vizsgálata esetében azonban a semi-Markov eljárás alkalmazható. A semi-Markov folyamat olyan sztochasztikus
46 folyamat, amelyben az állapotok közötti átmenetek egy Markov-láncot alkotnak, de az egyes állapotokban eltöltött idık tetszıleges eloszlásúak, és csak az adott állapottól, illetve attól az állapottól függenek, amelybe az átmenet történik [116]. A semi-Markov modell alkotásához nem meghibásodási rátákat, illetve javítási intenzitásokat kell megadni, hanem minden tevékenységre vonatkozóan egy idıeloszlást.
A Markov-elemzés elınyei: •
közvetlen valószínőség-számítási modellel írja le a rendszer mőködési állapotait, a rendszer mőködésének logikai elvei alapján,
•
valószínőség-számítási
megoldásokat
nyújt
más
modellek
részhalmazának
értékelésére, •
alkalmas a többállapotú esetek vizsgálatára, egészen alkatrész-szintig bezárólag,
•
elemez olyan esemény-sorozatokat, amelyeknek adott menetük van vagy ismert az elıfordulási rendjük,
•
értékes módszer a rendszer használhatósági mutatóinak számítására,
•
értékeli a bonyolult, függı javítási eseteket is.
Hátrányai: •
nagyon bonyolulttá válhat nagyszámú rendszerállapotot tartalmazó modellek esetében,
•
nem segít a probléma logikai megoldásában,
•
rendszerint attól a feltételtıl függ, hogy az átmeneti meghibásodási ráták állandók,
•
csak olyan kombinatorikus eseményeket tud feldolgozni, amelyek esetében új állapotot ad meg mindegyik kombinációra.
2.2.5. Megbízhatóság elırejelzés (RP) A megbízhatóság elırejelzés (Reliability Prediction, RP) klasszikus értelemben az alkatrészadatokból számítja ki a rendszer megbízhatóságát, ezért angolul szokásos alkatrészszámítási módszernek is nevezni (Parts Count, PC). Jellegénél fogva induktív módszer, fıként
47 a korai tervezés szakaszában alkalmazható egy berendezés illetve rendszer meghibásodási rátájának közelítı becslésére. A rendszer alkatrészeinek jegyzékét kell elsı lépésként összeállítani, és meg kell határozni ezek meghibásodási rátáját, megbízhatósági vizsgálatok alapján, az alkalmazott igénybevétel függvényében. Ezt követıen, pl. elektronikai rendszerek esetében, feltételezzük, hogy az alkatrészek soros rendszert alkotnak. Ennek megfelelıen a rendszer meghibásodási rátája egyenlı az alkatrészek meghibásodási rátáinak összegével (innen származik az alkatrészszámítás elnevezés). Ez gyakran a legrosszabb eset becslése, azaz túl pesszimista. Ha azonban ismeretes a rendszer magasabb szintjein alkalmazott tartalékolás módja, akkor ennek hatása is számításba vehetı. A soros rendszer megbízhatóság-elırejelzése elfogadható pontosságú eredményhez vezet, ha az alkatrészek igénybevételi szintjeinek elemzését kellı alapossággal végezik el. Megbízhatóság elırejelzést végezhetünk hasonló típusú és funkciójú eszközök, berendezések korábban megfigyelt és kiértékelt meghibásodási adatbázisa alapján, illetve az alak-felismerési eljárás módszerével is.
A megbízhatóság elırejelzés alkalmazásának feltétele tehát: a rendszert felépítı elemek
meghibásodásának ismerete az alkalmazott igénybevétel függvényében. Mőszaki termékek esetében a meghibásodásokra a következı eljárások alapján következtethetünk (2.6. ábra):
•
Javítási tapasztalatok szisztematikus győjtése és ezek szakszerő értékelése. Így a valóságos felhasználási körülmények és igénybevételek hatásáról nyerhetünk információkat, viszont tárgyilagos kiértékelés csak nagyon jól szervezett és rendszeres adatgyőjtés esetén várható.
•
Megbízhatósági célú laboratóriumi vizsgálatok végrehajtása és értékelése. Ily módon a valóságos üzemelési körülményekhez közel álló, egyértelmően meghatározott vizsgálati igénybevételek hatásait elemezhetjük, viszont az eljárás rendszerint pesszimista becslésre vezet, esetleg költséges igénybevételi berendezéseket, nagyszámú alkatrész-mintadarabot és hosszú idejő terheléses vizsgálatok végrehajtását igényli. A vizsgálatok célja és módszere alapján az alábbi vizsgálatokat különböztethetjük meg:
o meghatározó jellegő vizsgálat: új termék sorozatgyártásának indításakor végzett vizsgálat,
48
o
ellenırzı jellegő vizsgálat: ismert termék sorozatgyártásának rendszeres
mintavételezése, ellenırzése,
o
stabilitás vizsgálat: a terméktípus mőködıképességét döntıen befolyásoló
villamos jellemzık értékváltozásának meghatározása,
o
kutatási célú gyorsított vizsgálat: túlterheléses igénybevételek hatásainak
felderítésére végzett vizsgálat,
o
szőrıvizsgálat: rövid idejő, egyszerően végrehajtható eljárás a terméktípus
rejtett gyártási hiányosságainak kimutatására. •
Kombinált adatgyőjtési és értékelési eljárás. A mőszaki feltételek és pénzügyi korlátok mérlegelése alapján a kétféle eljárás egyes elemeit egyesíthetjük az elınyeik kihasználása és hátrányaik csökkentése érdekében. Elektronikai berendezések megbízhatóságának elırejelzésére elkészült az elektronikai alkatrészek különbözı adatforrásokból származtatott megbízhatósági jellemzıit értékelı eljárások kidolgozása és alkalmazása hazai adatösszetételekre, az eljárások számítógépes megbízhatósági adatbankba való beépítése céljából [117].
Megbízhatósági vizsgálatok
Vevıszolgálati tapasztalatok győjtése, kiértékelése
Kiértékelés extrapolációval
Megbízhatóság célú laboratóriumi vizsgálatok
Kiértékelés tanuló eljárásokkal
Paraméteres osztályozás
Üzemszerő vizsgálatok
Kombinált adatgyőjtési és kiértékelési eljárások
Gyorsított vizsgálatok
Nem-paraméteres osztályozás
2.6. ábra Meghibásodási adatok győjtésének lehetséges módszerei
49 A vizsgálati körülmények megválasztása során, figyelembe véve a termékszabványban és a mőszaki elıírásokban rögzített maximálisan megengedhetı üzemeltetési feltételeket, az alábbi igénybevételi szintek közül választhatunk:
- Névleges terhelési igénybevétel – üzemszerő vizsgálatok: a termék névleges - a termékszabványban elıírt, vagy a gyártó adatlapján megadott - üzemeltetési jellemzıinek megfelelı mértékő igénybevétel; elsısorban a meghatározó és az ellenırzı jellegő vizsgálatok esetén alkalmazzák.
- Aláterhelési (csökkentett) igénybevétel - a termék névleges igénybevételénél kisebb (kedvezıbb) mértékő terhelés; ennek alkalmazása a kutatási célú vizsgálatok esetén célszerő (pl. a nagyobb élettartamú és kisebb meghibásodási gyakoriságú üzemeltetési körülmények meghatározása céljából).
- Túlterhelési (fokozott) igénybevétel – gyorsított vizsgálatok: a termék névleges igénybevételénél nagyobb (kedvezıtlenebb) mértékő terhelés; alkalmazása elsısorban a kutatási célú vizsgálata esetében célszerő (pl. újabb felhasználási körülmények vizsgálata vagy a meghibásodást elıidézı folyamatok feltárása céljából). A túlterhelési igénybevétel természetesen nem lehet nagyobb a termék mőködıképességének alkalmazási korlátainál. Az ilyen igénybevétel által kiváltott folyamatok el is térhetnek a tényleges üzemi körülmények között lejátszódóktól, más hibamechanizmus is felléphet a fokozott igénybevételek során.
A megbízhatósági vizsgálatok elvégzéséhez meg kell építeni a kísérleti tervben rögzített mőszaki paraméterek meghatározásához szükséges berendezést, ki kell dolgozni, meg kell találni a vizsgálati módszert. Alapvetı szempont, hogy a tervezett vizsgálatok idıtartama tegye lehetıvé olyan kísérleti eredmények elérését, amelyekbıl a szükséges megbízhatósági jellemzık már kiértékelhetık. A meghibásodások okainak tisztázása részben csak a rendszerek utólagos szétszerelésével lehetséges. Másik részük azonban bonyolult fizikai vagy fizikai-kémiai folyamatok lejátszódásának eredménye. Az ilyen típusú hiba-okok beható analízise rendszerint újabb kutatást is igényelhet. A megbízható berendezések elıállításának egyik elengedhetetlen feltétele a meghibásodási mechanizmusok ismerete. Ezek alapján olyan módszerek kidolgozása szükséges, amelyek alkalmazásával lehetıvé válik a meghibásodási folyamatok kialakulásának berendezéseken való felismerése és ennek alapján gyors intézkedések foganatosítása a meghibásodások csökkentésére.
50 A késztermékek megbízhatósági vizsgálata három fontos szakaszra tagolható: • a termékek felhasználási feltételeknek megfelelı igénybevételére (hımérséklet, villamosterhelés, légnedvesség, mechanikai igénybevétel stb.),
• a termékek legfontosabb mőködési jellemzıinek igénybevétel elıtti és utáni mérésére, • a mérési eredmények feldolgozására és értékelésére. A megbízhatósági vizsgálatok fontos részét képezi a meghibásodáshoz vezetı legfontosabb fizikai és kémiai folyamatok felismerése Ezeknek a meghibásodási folyamatoknak minél rövidebb idı alatt történı elıhívása a cél, s ezért gyorsított vizsgálati módszerek kidolgozása és a vizsgálatok során meghibásodott eszközök legfontosabb hiba okainak feltárására meghibásodási analízis elvégzése szükséges. A megbízható eszközök elıállításának egyik elengedhetetlen feltétele a meghibásodási mechanizmusok ismerete. Ezek alapján olyan módszerek kidolgozása szükséges, amelyek alkalmazásával lehetıvé válik a meghibásodási folyamatok kialakulásának készterméken való felismerése és ennek alapján gyors intézkedések foganatosítása a meghibásodások csökkentésére.
A fenti eljárások alapján rendelkezésre álló meghibásodási adatokból az alábbi adat-értékelési eljárások valamelyikével végezhetjük el a megbízhatóság elırejelzését:
1. A klasszikus értelemben vett elırejelzési módszer alkalmazása, amelynek segítségével az eszközt alkotó részek (alkatrészek, részegységek) megbízhatósági adataiból számíthatók az eszköz (mint rendszer) megbízhatósági jellemzıi, ismert matematikai statisztikai és valószínőség számítási módszerek alkalmazásával.
2. Hasonló típusú és funkciójú berendezések korábban megfigyelt és értékelt üzemelési adatainak felhasználásával, az alak-felismerés, illetve osztályba sorolás módszereinek alkalmazásával.
Az 1. módszert akkor alkalmazhatjuk, ha egy berendezés csak elektronikai alkatrészeket tartalmaz, mert ekkor az üzemidı során mennyiségegységenként azonos számú elem hibásodik meg, vagyis a meghibásodási gyakoriság az üzemidıtıl független. Ekkor a rendszer megbízhatóságát a nemzetközi szakirodalomban követett eljárásoknak megfelelıen az alkatrészek megbízhatóságából számítjuk ki a klasszikus értelemben vett megbízhatóságelırejelzési módszerrel [114].
51 A 2. módszer fıként olyan rendszerek esetében alkalmazható eredményesen, amelyeknél a meghibásodás ideje nem exponenciális eloszlás függvény szerinti, azaz a meghibásodási ráta nem állandó, a meghibásodások bekövetkezésében az elhasználódásnak is szerepe van. Az elektronikai és elektromechanikai részegységeket egyaránt tartalmazó rendszerek esetében a számítógépes alak-felismerési eljárás nyújt kielégítı eredményt [118 - 120].
A számítógépes alak-felismerési eljárás legfontosabb lépései a következık: (2.7. ábra) - Mérés: mőszaki karakterisztikák felvétele, azonos típusú eszközök elızetes adataival az ismert eszközök leírása; - Mintavétel: meghibásodási kritérium definiálása, megbízhatósági jellemzık számítása, archívum létrehozása; - Lényeg-kiemelés: hasonlósági kritérium definiálása; - Döntés: a vizsgált eszköz összehasonlítása az archívumban találhatókkal és a leghasonlóbb eszköz kiválasztása; - Elırejelzés: a megbízhatósági jellemzık osztályba sorolása (elırejelzése) a leghasonlóbb eszköz viselkedése alapján.
Az
alak-felismerési
módszer
sikere
nagymértékben
a
megbízhatósági
jellemzık
megválasztásától függ, ami a lényeg-kiemelési eljárás kritikus mozzanata. A lényeg-kiemelési eljárás során az egyes eszközöknek egy-egy adatsorozatot feleltetnek meg. Kiválasztják a meghibásodás szempontjából kritikus részegységeket, melyek mőszaki szempontból gyakori meghibásodásaik miatt az eszköz kritikus pontjainak tekinthetık, majd megállapítják a kritikus idıintervallumokat és azokat a megbízhatósági jellemzıket, amelyek, mint a részrendszerek adott paraméterei, a kiválasztott idıintervallumokban a legjobban írják le az egész rendszer (eszköz) viselkedését. Az elırejelzés beválását a megbízhatósági jellemzık tényleges és elıre jelzett értéke közötti eltérések alakulása határozza meg egy adott idıintervallumban. Az archívumból tetszılegesen kiválasztott eszközre az ismert mőködési idıket alapul véve, vizsgálható a következı ismeretlennek tekintett idıintervallumokra a megbízhatósági jellemzıknek a leghasonlóbb eszköz alapján becsült értéke, illetve a megfigyelt tényleges érték közötti eltérés, az elırejelzés hibája.
52
Vizsgált készülékek Mérés
Készülék jele, üzembe-helyezési idıpont rögzítése
Mőködési-, állás- és javítási idık felvétele
Hiba adatsorok létrehozása Mintavétel Megbízhatósági jellemzık számítása
Kritikus alkatrészek kiválasztása
Lényegkiemelés
Kritikus idıintervallumok kiválasztása
Kritikus alkatrészek, és idıintervallumok megbízhatósági jellemzése
Az újonnan vizsgált készülékekhez a leghasonlóbb ismert készülék kiválasztása
Alakfelismerés
Elırejelzés
Az újonnan vizsgált készülékek megbízhatósági jellemzıinek elıre jelzése
2.7. ábra A megbízhatóság elırejelzése alak-felismerési eljárással
A megbízhatóság elırejelzés elınyei: •
az elemzés idı- és költségigénye kicsi,
53 •
a szükséges kiinduló információk és adatok száma nem sok, és ez megfelel a korai tervezés és fejlesztés szakaszában elıálló helyzetnek,
•
az alkatrész-megbízhatóságra vonatkozó alapvetı információkat a korai tervezés és fejlesztés szakaszában győjtik össze,
•
számítógépes értékelés elvégzésére alkalmas,
•
kevés képzés szükséges az alkalmazásához,
•
bármilyen bonyolultságú eszközre alkalmazható, ha a megbízhatósági adatok rendelkezésre állnak.
Hátrányai: •
a rendszer funkcionális struktúrájának (például alacsonyabb szintő tartalékolásnak) vizsgálatára nem használható, és ezért csak egyszerő rendszerek esetében alkalmazható,
•
az elırejelzések pontossága rendszerint kicsi, különösen kis részrendszerek esetében, mivel az alkatrészgyártók által publikált legtöbb adat esetében nagyon nagy eltérés figyelhetı meg,
•
a javítási és karbantartási stratégia vizsgálatára nem alkalmas,
•
a hibamódok, hibamechanizmusok és hatásaik értékelése ezzel a módszerrel nem lehetséges,
•
a meghibásodási sorozatok értékelésére nem használható.
2.2.6. Veszélyhelyzet és üzemeltethetıség vizsgálat (HAZOP) A veszélyhelyzet és üzemeltethetıség vizsgálat (Hazard and Operability, HAZOP) a rendszerek tervezési fázisában alkalmazható módszer, a rendszer lehetséges külsı és belsı veszélyforrásainak és veszélyhelyzeteinek, valamint az üzemzavarokat és gyártási eltéréseket okozó mőködési problémáknak a meghatározására [121-123]. Az eljárást csoportmunkában végzik, ennek során feltárják a tervezési szándéktól való lehetséges eltéréseket, megvizsgálják azok lehetséges okait, és felmérik következményeit. A vizsgálat négy alapvetı lépésbıl áll (2.8 ábra):
54 1. Meghatározás, 2. Elıkészítés, 3. Vizsgálat, 4. Dokumentálás és nyomon-követés.
1. Meghatározás
2. Elıkészítés
3. Vizsgálat
4. Dokumentálás és nyomon-követés
Vizsgálati terület, célkitőzések, felelısségi körök meghatározása. Vizsgálat megtervezése, adatok győjtése, vizsgálati idı becslése, menetrend összeállítás, útmutató szavak és eltérések meghatározása. Rendszer felosztása részekre, tervezési szándék meghatározása, eltérések azonosítása útmutató szavakkal, okok és következmények meghatározása, a védelmet – észleléstveszélyhelyzetet jelzı mechanizmusok meghatározása, javító intézkedések azonosítása, vizsgálat megismétlése a rendszer minden elemére.
Dokumentáció-készítés, vizsgálati jelentés kiadása, ellenırzés, a rendszer bármely részének ismételt vizsgálata.
2.8. ábra A veszélyhelyzet és üzemeltethetıség vizsgálati eljárás
A vizsgálat maga ún. útmutatószó-vizsgálat, amely a tervezési szándéktól való eltérést vizsgálja. Ennek érdekében a rendszert részekre bontják fel oly módon, hogy minden egyes részre a tervezési szándék jól definiálható legyen A rész nagyságának a megválasztása függ a rendszer bonyolultságától és a veszélyhelyzet szigorúsági fokozatától. Ezért komplex rendszer és nagy kockázatú veszélyhelyzet esetén kis tervezési részeket, ellenkezı esetben nagyobb részeket vizsgálunk. A rendszer adott részére vonatkozó tervezési szándékot elemekkel fejezzük ki. Ezek lehetnek egyes eljárási lépések, egyedi jelzések és berendezési egységek egy szabályozó rendszerben, berendezések vagy alkatrészek egy elektronikai rendszerben.
55 Több esetben célszerő lehet a rész feladatát az alábbiakkal kifejezni: •
Adott forrásból származó, bemeneti alapanyag.
•
Tevékenység, amelyet elvégeznek az alapanyagon.
•
Termék, amelyet végcélként (rendeltetési célként) elıállítanak.
Ezért az elemek a következık: alapanyagok, tevékenységek, erıforrások, rendeltetési célok. A tervezı csoport megvizsgál minden egyes elemet abból a szempontból, hogy annak a tervezési szándéktól való eltérése milyen esetekben vezethet nem kívánatos eseményekre. Az eltéréseket ún. kérdezési folyamattal határozzák meg, amely elıre megadott útmutató szavakat használ a tervezési szándékra, az idıpontra, illetve a
sorrendre, a sorozatra
vonatkozóan (3. sz. táblázat). 3. sz. táblázat
Útmutató szó
Jelentés
Nincs vagy nem
A tervezési szándék teljes tagadása
Több
Mennyiségi növekedés
Kevesebb
Mennyiségi csökkenés
Mind, mind
Kvalitatív módosítás/növekedés
Része
Kvalitatív módosítás/csökkenés
Fordított, ellentétes
A tervezési szándék logikai ellentéte
Más, mint
Teljes helyettesítés (csere)
Korán
Az idıponthoz viszonyítva
Késın
Az idıponthoz viszonyítva
Elıtte
Sorrendre vagy sorozatra vonatkozóan
utána
Sorrendre vagy sorozatra vonatkozóan
A vizsgálat során elıször kiválasztunk egy tervezési részt, ennek tervezési szándékát felbontjuk elkülönített elemekre. Minden útmutató szót egyenként alkalmazunk minden egyes elemre, így szisztematikusan felkutatjuk az eltéréseket, az adott eltérés okait és lehetséges
56 következményeit a rendszerben. Ezeket a megállapításokat, ha veszélyhelyzetet idézhetnek elı, vagy üzemeltetési problémákhoz vezethetnek, feljegyezzük. Az útmutató szavak és az elemek összefüggéseit egy mátrixba foglaljuk. A mátrix minden egyes cellájában egy útmutató szó és egy elem kombinációja szerepel. Minden egyes útmutató szóhoz tartozóan megvizsgálunk minden egyes elemet és az ahhoz kapcsolódó jellemzıt a tervezési szándéktól való eltérés szempontjából. A vizsgálat lehetséges soronként, azaz útmutató szavanként, vagy oszloponként, azaz elemenként. Egy rendszer tervezése során meg kell adni a rendszerre vonatkozó követelményeket, és a tervezés leírását. A tervezési követelmények kvantitatív és kvalitatív követelményekbıl állnak, és alapját képezik a rendszer elemek tervezési szándéka meghatározásához. A dokumentált tervezési szándék legtöbbször az alapvetı rendszerfunkciókra és –paraméterekre vonatkozik a névleges üzemeltetési feltételek között. A vizsgálat során figyelembe veszik a meghibásodáshoz vezetı, névlegestıl eltérı üzemeltetési feltételeket is, valamint a károsodási mechanizmusok (öregedés, kopás, korrózió, erózió stb.) hatásait is.
A vizsgálat eredményei a következık lehetnek:
Az azonosított veszélyhelyzetek és üzemeltetési problémák részletes meghatározása az észlelésüket és/vagy csökkentésüket célzó tevékenységek részletes leírásával együtt.
Javaslatok további vizsgálatokra különféle más módszerekkel.
A
vizsgálat
során
felfedett
bizonytalanságok
megszüntetéséhez
szükséges
tevékenységek meghatározása.
Javaslatok a problémák csökkentésére.
Az üzemeltetési és karbantartási eljárások során különleges figyelemmel kezelendı pontokra vonatkozó észrevételek.
A csoport által megvizsgált tervezési részek felsorolása.
A veszélyhelyzet és üzemeltethetıség vizsgálat elınyei: •
Szisztematikus vizsgálat, amely az ún. útmutató szavak és a tervezési részletek elemeinek összekapcsolásával rendszerezett módszertant ad a veszélyhelyzetek és az üzemeltetési problémák meghatározására.
•
Az eljárás segítségével a lehetséges okokat és következményeket meg lehet határozni, és javaslatokat lehet tenni a javító intézkedésekre.
57 •
Más technikákkal (pl. FMEA- és FTA módszerekkel) együttesen is lehet alkalmazni a rendszerek életciklusának különbözı szakaszaiban.
•
A vizsgálatot csoportmunkában végzik, a munkát képzett és tapasztalt vezetı irányítja, munkáját „titkár” segíti.
Hátrányai: •
A rendszer részeit egyedileg vizsgálja, a részek egymásra hatását nem elemzi.
•
Nem biztos, hogy az összes veszélyhelyzetet feltárja.
•
Több rendszer bonyolult kapcsolata esetén az egyik rendszer hibája lehet, hogy egy másik rendszerben okoz balesete.
•
A vizsgálat sikerét jelentısen befolyásolják a csoport vezetı képességei, tapasztalata, a csoporttagok együttmőködési készsége.
•
Elsısorban a tervezésben megjelenı részleteket tárja fel. A tervezésben nem jelentkezı tevékenységeket és mőveleteket nem veszi figyelembe.
2.3.
Az elemzési eljárások összehasonlítása, - különös tekintettel a katonai
elektronikai rendszerekre való alkalmazás lehetıségére Az elızıekben ismertetett megbízhatóság-elemzési eljárások összehasonlítása érdekében kidolgoztam azt a szempontrendszert, amelynek segítségével egy adott katonai elektronikai rendszer
vizsgálatára
alkalmas
megfelelı
elemzési
módszer
kiválasztható.
A
szempontrendszer kidolgozásához tanulmányoztam a témához közvetlenül kapcsolódó katonai mőszaki szakirodalmat [63, 64, 124, 125] és az adatkezelési biztonságra vonatkozó törvényi elıírásokat [126, 127].
Összehasonlítási szempontrendszer:
1. Alkalmazhatóság: az eljárás bármilyen bonyolultságú rendszerre, eszközre illetve berendezésre alkalmazható, ha rendelkezésre áll a megbízhatóság-elemzéshez szükséges adatbázis.
58 2. Elektronikus adatkezelés: az eljárás az adatok elektronikus úton történı feldolgozására illetve továbbítására alkalmas, támogatja az elektronikai rendszerekben alkalmazott biztonsági intézkedések végrehajtását. 3. Életciklushoz illeszkedés: az eljárás kapcsolódik a rendszer életciklusához, magába foglalja a rendszer létrehozására vonatkozó döntéstıl a tervezést, a fejlesztést, a beszerzést, a telepítést, az üzemeltetést, a továbbfejlesztést és a módosítást, a rendszer egyes elemeinek vagy egészének a kivonását és megsemmisítését. 4. Gazdaságosság: az elemzés idı- és költségigénye kicsi, a költség/megtérülés arány a felhasználó szempontjából megfelelı. 5. Eredmény orientáltság: az eljárás támogatja a kitőzött céloknak megfelelı eredmények áttekinthetı, gyorsan értelmezhetı ábrázolását. 6. Használhatóság: az eljárás alkalmazásához kevés képzés szükséges. 7. Minısíthetıség: az eljárás támogatja a felhasználó harmadik fél általi minısítését a megfelelı szabványos követelmények teljesítése esetén. 8. Üzemeltetési biztonság: az eljárás támogatja a rendszer egy meghatározott üzemeltetési helyén alkalmazott biztonsági elıírások, illetve a mőködtetés során követendı tevékenységek (pl. javítási, karbantartási stratégia) teljesítését. 9. Megvalósíthatóság: az eljárás gyakorlat orientált, konkrét rendszerre közvetlenül alkalmazható. 10. Színvonal: nemzetközi szabványban rögzített vagy nemzetközileg széles szakmai körben elfogadott eljárás.
Az ismertetett megbízhatóság-elemzési eljárásokat a katonai elektronikai rendszerekre való alkalmazhatóság szempontjából, az elınyök és hátrányok ismeretében, az összehasonlítási szempontrendszer szerint (1 – 10), egy 1-tıl 5-ig terjedı skálán becsültem, kiértékeltem és az alábbiakban következı grafikonokon ábrázoltam (1.- 6. sz. grafikon). A grafikonok alapján megállapítottam az egyes eljárások erısségeit és gyengeségeit, amelyek alapján az alkalmazhatóságukra vontam le következtetéseket.
59 Hibamód- és hatás elemzés (FMEA): 1.sz. grafikon 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Az elemzési eljárás erısségei közé tartozik, hogy elektronikusan dokumentált információkat nyújt, biztosítja a hatékony információcserét, alkalmazásához rövid idejő képzés szükséges, támogatja a felhasználó minısíthetıségét és jelentısen javítja az üzemeltetési biztonságot. Gyengesége: a magas idıráfordítás, az energiaigényes kidolgozás, - csak viszonylag hosszú távon hoz eredményt, és nehezen becsülhetı a költség/haszon arány. Hibafa elemzés (FTA): 2. sz. grafikon 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Az eljárás alkalmas bonyolult rendszerek elemzésére, melyek több, egymástól függı részrendszerbıl állnak, - számítógépes kiértékelést tesz lehetıvé, és jelentısen növeli a
60 felhasználó üzemeltetési biztonságát. Hátránya, hogy a számszerő kiértékelés megfelelı matematikai felkészültséget kíván, az eljárás alkalmazása költségesebb.
Megbízhatósági diagram (RBD): 3. sz. grafikon 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Az elemzési eljárás a rendszer megbízható mőködésének grafikus leírására szolgáló módszer, bonyolult rendszerek elemzésére is alkalmas, a rendszer-elemek logikai kapcsolatát mutató diagramok könnyen áttekinthetık és értelmezhetık, - a rendszerek biztonságos mőködését jelentısen segítı eljárás. A diagramok számszerő kiértékelése azonban idı- és költség igényes, megfelelı matematikai elıképzettség szükséges a megvalósításhoz. Markov elemzés (MA): 4. sz. grafikon 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
61 Az eljárás bármilyen bonyolult, javítható, karbantartható rendszer esetében használható, ha a rendszer nem hosszú élettartamú. A meghibásodások Markov-folyamattal való modellezése és kiértékelése magas szintő matematikai tudást igényel, gyakorlati alkalmazása konkrét rendszerek esetében idı- és költségigényes. Alkalmazása azonban jelentısen javítja az üzemeltetési biztonságot.
Megbízhatóság elırejelzése (RP): 5. sz, grafikon 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Az eljárás egyszerően és viszonylag rövid idı alatt elvégezhetı, - az eredmények fıleg a rendszerek korai tervezési és fejlesztési szakaszában hasznosíthatók. Számítógépes adatfeldolgozást tesz lehetıvé, de az elırejelzések pontossága általában kicsi, és javítási és karbantartási stratégia vizsgálatára nem alkalmas. A hibamódok és –hatások vizsgálata ezzel az eljárással nem lehetséges.
Veszélyhelyzet és üzemeltethetıség vizsgálat (HAZOP):
A vizsgálat csoportmunkában végzett részletes problémafeltáró eljárás. Elınye, hogy bármilyen bonyolultságú rendszerre alkalmazható, elektronikus adatfeldolgozást lehetıvé tesz. Az életciklus különféle szakaszaiban azonban jelentısége más és más. A koncepció- és rendszer meghatározás szakaszában nem használható, a tervezési és fejlesztési szakasz a legalkalmasabb a vizsgálat elvégzésére. (A gyártási és telepítési szakaszban akkor célszerő a vizsgálatot elvégezni, ha a rendszer bevezetése és üzemeltetése veszélyes lehet. Az
62 üzemeltetési és karbantartási szakaszban akkor alkalmazható, ha a változtatásokat ellenırizni akarjuk. A selejtezési (üzemen kívüli helyezési) szakaszban akkor célszerő használni, ha a normális üzemeltetéshez képest elıfordulnak veszélyhelyzetek.) A vizsgálat programja és eredményei a belsı vállalati rend vagy a törvény által felhatalmazott hatósági eljárási rend szerint auditálhatók. A kritériumok és a minısítendı területek a következık lehetnek: személyzet, eljárások, felkészültség, dokumentálás, mőszaki követelmények ellenırzése.
6. sz, grafikon 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
2.4.
Összegzés
Egy
rendszer
4
5
6
megbízhatóságot
7
8
alkotó
9
10
képességeinek
–
hibamentességének,
karbantarthatóságának, karbantartás-ellátás képességének – a mérıszámai a megbízhatóságelemzési eljárások segítségével vizsgálhatók és számszerősíthetık. Az elemzési módszerek lehetıvé teszik mind a nem-mennyiségi, mind a mennyiségi jellemzık becslését, amelyek egy rendszer hosszú idıtartamú üzemi mőködését leírják. Nagyszámú megbízhatóság-elemzési eljárás létezik, ezek közül tudjuk kiválasztani a rendszer bonyolultsága, a rendelkezésre álló adatok és az elemzés céljának leginkább megfelelı módszert. Lehetséges, hogy egyes esetekben több módszert is kell alkalmazni, hogy a rendszer tökéletes jellemzését megkapjuk.
63 Ebben a fejezetben ismertettem a megbízhatóság-elemzési eljárások általános lépéseit, ezt követıen elemeztem a nemzetközi szakirodalomban közzétett, és az ipari gyakorlatban is ismert és alkalmazott eljárásokat, kiemeltem elınyeiket és hátrányaikat. A katonai elektronikai rendszerek vizsgálatára alkalmas megfelelı eljárás kiválasztásához kidolgoztam egy tíz szempontból álló kritérium-rendszert, amely figyelembe vételével összehasonlítottam és értékeltem, a katonai elektronikai rendszerekre való alkalmazhatóság céljából, a bemutatott eljárásokat. A kritériumok szerinti összehasonlítás eredményeit tükrözı grafikonok alapján megállapítható, hogy a katonai elektronikai rendszerekkel szemben támasztott szigorú megbízhatósági és hibamentességi követelményeket elsısorban a hibamód és –hatáselemzés, a hibafa elemzés és a megbízhatósági diagram alkalmazásával teljesíthetjük.
64
3. A
Konkrét katonai elektronikai rendszerek megbízhatóság-elemzése katonai
elektronikai
karbantarthatósági
rendszerekkel
követelmények
szemben
szükségessé
teszik
támasztott a
megbízhatósági
rendszerek
és
szisztematikus
felülvizsgálatát, ellenırzését és mőködésük javítását. A megbízhatóság-elemzés elvégzése során az a cél, hogy a rendszerek életciklus szakaszaiban ismereteink legyenek a mőködıképességet, az üzemeltetést befolyásoló tényezık megjelenésérıl, a biztonságot veszélyeztetı
meghibásodási
lehetıségekrıl,
azok
következményeirıl,
és
ezek
figyelembevételével megvalósítható legyen az elvárt megbízhatóság.
3.1. Egy katonai épület tőzvédelmi rendszerének hibafa elemzése Kutatási munkám során lehetıségem volt a ZMNE Repülımőszaki Intézete katonai repülıgépeinek és infrastrukturális tevékenységének a tanulmányozására. A mőszaki támogatás infrastrukturális feladatának egyik célja [128]: a helikopter fel- és leszállóhelyek, valamint a repülıterek berendezésében, fenntartásában való mőszaki részvétellel elısegíteni a helikopter-
és
repülı
alegységek
állandó
(ideiglenes)
repülıterei
folyamatos
üzembiztonságának fenntartását. A részvétel magába foglalja többek között a repülıtér biztonságos üzemeltetéséhez szükséges épületek és kiszolgáló létesítmények folyamatos üzembiztonságának a fenntartását, amelyet az alábbiakban kidolgozott megbízhatóságelemzési eljárás alkalmazásával lehet hatékonyabbá tenni.
A repülıterek épületeiben az épületvillamossági rendszer biztosítja, hogy az elektromos áram eljusson az áramszolgáltatótól a felhasználó által mőködtetett berendezésekig. A komplett épületvillamossági rendszer számos részrendszerbıl áll, mindezek együttes hibamentes mőködése szükséges ahhoz, hogy a teljes rendszer mőködıképes legyen. A komplett rendszer egy fontos alrendszere a tőzvédelmi rendszer, amely az elektronikai és informatikai eszközök védelmét, valamint a minısített adatokkal szemben támasztott biztonsági követelmények teljesítését is szolgálja - a minısített adat védelmének eljárási szabályairól szóló 179/2003. (XI. 5.) Kormány rendelet elıírásai alapján.: „.A rendszerek kiépítéséhez nagy megbízhatóságú eszközöket kell alkalmazni….A rendszer csak megfelelı személyi, fizikai, dokumentum és elektronikus biztonsági feltételek megléte esetén üzemeltethetı.”
Ezen
65 feltételek teljesítését támogatja a megbízhatóan mőködı tőzjelzı rendszer.
A
megbízhatóság-elemzési
módszerek
közül,
az
összehasonlító
szempontrendszert
figyelembe véve, a hibafa elemzést választottam, mert ez az a módszer, amely alkalmas bonyolult rendszerek szisztematikus vizsgálatára, és egyszerő módon bemutatja a hibák kialakulásához vezetı legfontosabb okokat [129, 130].
A tőzjelzı rendszer egy olyan elektronikai rendszer, amely tartalmaz érzékelıket, továbbá kézi jelzésadókat, vezérlı és jelzı berendezést, tápellátó berendezést, külsı riasztó egységet, tőz és hibaátjelzı berendezést [131] (3.1. ábra).
Hang és fényjelzık
Tőzriasztás Automatikus érzékelık és kézi jelzésadók
Vezérlı és jelzı berendezés Hiba átjelzı és fogadó
Tápellátó berendezés
Vezérlés
3.1. ábra A tőzjelzı rendszer felépítése
A rendszer központi eleme a vezérlı és jelzı berendezés, melynek feladatai a következık: •
Ellátja energiával a rendszer többi elemét.
•
Fogadja és feldolgozza a hozzá kapcsolt érzékelıktıl (jeladóktól) érkezı jeleket.
•
Meghatározza, hogy a jelek tőzriasztási állapotnak felelnek-e meg.
•
Jelzi a tőzriasztási állapotot láthatóan és hallhatóan.
•
Azonosítja és jelzi a tőz helyszínét.
•
Lehetıleg regisztrálja a tőzriasztásra vonatkozó információkat.
66 •
Ellenırzi a rendszer üzemszerő mőködését és hiba (pl. zárlat, vonalszakadás vagy energiaellátási hiba) esetén látható és hallható jelzést ad.
•
Továbbítja a riasztást hang és/ vagy fényjelzı berendezés felé.
•
Továbbítja a tőzriasztást, illetve a hibajelzést távjelzı segítségével.
•
Vezérli a tőzvédelmi berendezéseket (automatikus oltó, hı-, és füstelvezetı stb.).
A tőzjelzı rendszer további fontos elemei az automatikus érzékelık, ezek detektálják a helyiségben, térrészben, illetve szabadtéren történı változásokat. Az érzékelıket különbözı szempontok alapján csoportosíthatjuk. •
A vizsgált jellemzı alapján: füst-, hı-, láng- és multi szenzoros érzékelı.
•
A térbeliség szerint: pontszerő, többpont-szerő, vonali érzékelı.
•
A
tőzjellemzı
feldolgozási
módja
szerint:
küszöbérték-,
különbség-
és
változássebesség érzékelı. •
Az érzékelı visszaállíthatósága szerint: önmőködıen visszaálló, visszaállítható és nem visszaállítható érzékelık.
•
A vizsgált állapot száma szerint: kétállapotú, többállapotú és analóg érzékelı.
A személyesen érzékelt tőz tőzjelzı központ felé történı jelzését biztosító eszköz a kézi
jelzésadó. A korszerő típusok mikrokapcsolósak, régebbi típusok valamilyen ütı eszközzel hozhatók mőködésbe. A tőzjelzı központon kívül a létesítmény területén is szükségessé válhat a riasztás hanggal és/ vagy fénnyel való megjelenítése. Ezeket a célokat szolgálják a külsı riasztó egység elemei: a szirénák, fényjelzık, másodkijelzık, grafikus megjelenítık. A tőzjelzı központ állandó felügyeletének hiányában vagy azt kiegészítendı alkalmazható a tőzriasztást és hibajelzést elkülönítetten továbbító tőz és hibaátjelzı berendezés, amely a tőzjelzı rendszer jelzéseit egy felügyeleti központba küldi. Az izolátorokat a korszerő rendszerek sok érzékelıt tartalmazó vezetékszálain a rövidzárlat káros hatásainak kiküszöbölése érdekében alkalmazzák. Ha rövidzárlatból adódó meghibásodás következik be, akkor csak a két izolátor közötti szakasz válik mőködésképtelenné, a rendszer többi része továbbra is mőködıképes marad.
67 A címezhetı analóg rendszereknél az érzékelıket tartalmazó vezetékek tartalmaznak címezhetı vezérlı modulokat (output elemeket), melyek vezérlik a külsı riasztó egységeket, tőzvédelmi berendezéseket, gépészeti elemeket, nyílászárókat stb. A jelzı modulokat (input), hasonlóan a vezérlı modulokhoz, címezhetı analóg rendszereknél alkalmazzák, ahol lehetıség van a külsı kontaktus jellegő jelzések fogadására és a tőzjelzı központban történı megjelenítésére.
A tőzjelzı rendszerek mőködıképességét, mőködési hatékonyságát számtalan tényezı befolyásolhatja. Ezek az alábbiak lehetnek:
Újonnan telepített rendszer esetén: Elsı és legfontosabb a tőzjelzı rendszer részrendszereiben található alkatrészek (ellenállások, diódák, tranzisztorok stb.) hibamentes mőködése. Ha már alkatrész szinten hibás az egység, akkor az a teljes rendszer mőködését (mőködésképtelenségét) meghatározhatja. Alkatrész szinten felmerülı problémákért az adott gyár (gyártó) a felelıs. A hibák korai észrevétele és a forgalomba való kikerülésének megakadályozása alapvetı követelmény. Ha rendelkezésünkre állnak a megfelelı elemek, fontos, hogy az adott feladatnak megfelelı rendszert állítsuk össze. Ha olyan követelmények teljesítését várjuk el a rendszertıl, amit az adott részrendszerei részben vagy egészben képtelenek teljesíteni, a rendszerünk funkcionálisan mőködésképtelen lesz. A tőz érzékelésének legfontosabb eszközei a különbözı érzékelık és kézi jelzésadók. Érzékelık telepítése során különösen gondosan kell meghatározni, hova kerülnek beszerelésre. Elıször is fontos tudni, hogy az adott érzékelı mekkora területet tud „védeni”, vagyis mekkora területen képes érzékelésre. A védhetı terület nagyságát a szerelés helye határozza meg alapvetıen. Fontos, hogy a védendı területet az érzékelık teljesen le tudják fedni, ne keletkezzenek „fehér foltok”! Éppen ezért telepítésük során meg kell határozni az érzékelık számát, az érzékelı által védett terület nagyságát, a födém tetszıleges pontjától megengedett legnagyobb távolságot, az érzékelık között megengedett legnagyobb távolságot, és a befolyásoló körülményeket (pl. szellızés és légcsere hatásai, polcok és berendezések elhelyezkedése, födémmezıben megjelenı befolyásoló körülmények stb.). Kézi jelzésadóknál az elhelyezés szempontja, hogy jól látható (pl.: ne nyíló ajtó mögé helyezzük), bárki számára elérhetı legyen (1,4-1,6 méter magasságban lehet a padlószinttıl),
68 valamint a jelzésadó a terület bármely pontjáról maximum 30 méteren belül (magas kockázatú épületek esetében, pl.: fekvıbeteg ellátás 20 méteren belül) elérhetı legyen. A megfelelı helyek kiválasztása és a szakszerő szerelés elvégzése mellett fontos arról gondoskodni, hogy az érzékelık egy vezeték meghibásodása esetén is mőködıképesek maradjanak. Ezért az ún. hurkolt rendszerek alkalmazása a biztonságot növeli. Ennek lényege, hogy az érzékelı több irányból is kap tápellátást, így az egyik oldal kiesése esetén is tovább képes mőködni. A hang és fényjelzık telepítésénél alapvetı követelmény, hogy a jelzések jól láthatóak illetve hallhatóak legyenek. A telepítést mindig az adott körülmények figyelembevételével kell elvégezni. Ezen eszközök a biztonságot növelik, javítva a rendszer megbízhatóságát és hatékonyságát. Az érzékelık és jelzésadók telepítése mellett szükséges a megfelelı vezetékezés kialakítása. A tőzjelzı rendszer vezetékeinek kiválasztásánál szem elıtt kell tartani az elektromos meghibásodással, a mechanikai sérüléssel illetve a tőzzel szembeni ellenálló képességüket. Terepen a rágcsálók és a csapadék elleni védelemrıl is gondoskodni kell. Az elektromos zavarjeleket generáló környezetben a megbízható mőködés elérése érdekében a zavar elleni védelmet is meg kell oldani. A zavarok kivédése érdekében árnyékolt vezetéket szükséges alkalmazni. A tőz káros hatásaival szemben is meg kell védeni a vezetékeket. Azokat a vezetékeket, amelyeknek az elsı tőzjelzést követıen több mint 1 percig kell mőködniük, a tőz káros hatásának legalább 0,5 óráig ellenálló kialakítással indokolt készíteni. A rendszer telepítése után történik a kalibrálás. Itt kerül meghatározásra az egyes érzékelık számára, hogy milyen mért/ érzékelt érték felel meg „normál” illetve „tőzjelzés” értéknek. Hibás kalibrálás esetén, bár a rendszer tökéletesen fog mőködni, ám hibás jelzésével védelmi funkciójának ellátására korlátozott mértékben, vagy egyáltalán nem lesz képes. Ez a hiba a rendszer átadása során, a tőzvédelmi bejáráskor kiküszöbölhetı. A tőzjelzı rendszertıl alapvetı elvárás, hogy a tőz érzékelése után is mőkıképes legyen. Ezért minden esetben tőzálló kábelezés alkalmazása kötelezı. A rendszernek azért kell mőködıképesnek maradnia, mert további segítséget nyújt a menekülésben, valamint a mentés során a katasztrófa helyzet elhárításában. Ezért nem szabad megfeledkezni a tőzálló (funkciótartó) vezetékezés mellett a tőzálló (funkciótartó) tartószerkezetekrıl sem. A rendszer telepítése során szükséges biztonsági áramforrásról gondoskodni, ami az épület elektromos hálózatától független, azért, hogy áramkimaradás, vagy az épület elektromos hálózatának lekapcsolása esetén is biztosítva legyen a tőzjelzı rendszer mőködése.
69
A már mőködı rendszer esetében: A fentieken kívül egyéb szempontok is meghatározzák a rendszer mőködıképességét. Az elsı ilyen szempont a tőzjelzı rendszerek üzemben tartása. Az üzemben tartásnak számos követelménye van, ezek be nem tartása, vagy szakszerőtlen alkalmazása a rendszer hibás mőködését eredményezheti, így funkciójának megfelelı üzemelése nem lesz garantált veszély esetén. A tőzjelzı központ elhelyezésére szolgáló helyiségben – a jelzést automatikusan felügyelt helyre továbbító központ kivételével – legalább egy, a tőzjelzésre kioktatott személynek kell állandóan tartózkodnia.
A rendszer elemzés kiinduló feltétele az üzemeltetés során: a rendszer hibamentes mőködése. Ebbıl következik, hogy minden olyan esemény rendellenes, mely a rendszerben vagy részrendszereiben történik, és meghibásodást eredményez, vagy eredményezhet, továbbá minden olyan esemény, mely a normál üzemi eseményektıl eltér. A nem kívánatos események megállapítása ezek figyelembevételével történt.
3.1.1. A fıesemények meghatározása, a hibafák szerkesztése, elemzése A tőzjelzı rendszer szempontjából három fıeseményt különböztethetünk meg: -
Az egyik fıesemény, amikor a rendszer tőz esetén nem jelzi a tüzet, azaz az információ – „tőz van” – nem jut el a központba, illetve nem jut el az épületben tartózkodókhoz.
-
A másik fıesemény az, amikor a rendszer hibásan jelez. Ez adódhat abból is, hogy bár nincs tőzeset, a rendszer mégis tőz keletkezését jelzi, illetve jelentheti azt is, hogy a keletkezı tőz mértékét nem megfelelıen jelzi, így téves információkat szolgáltat. Itt szintén nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy nem csak a tőzjelzı központról beszélünk, hanem a rendszer fogalmába besoroljuk mindazon emberi tevékenységeket is, melyek hibás tőzjelzést okozhatnak.
-
A harmadik fıesemény az, amikor a tőzjelzı rendszer jelez, de a tőzvédelmi berendezés (pl.: automatikus tőzoltó rendszer; automatikus átjelzı berendezés) vezérlése nem mőködik megfelelıen. Ez egy speciális eset, hiszen itt tulajdonképpen a tőz érzékelése megtörténik, a helyi riasztás mőködik, de az életmentı, illetve anyagi kárt csökkentı védelmi eszköz nem mőködik, így a keletkezett kár mértéke növekedhet.
70 A fentiek figyelembevételével az alábbi hibafák szerkeszthetık meg:
1. Az elsı fıeseményhez tartozó hibafa szerkesztése, logikai értelmezése (3.3. – 3.6. ábra):
3.3. ábra
A
≥1
B
C
D
E
≥1
G
F
H
≥1
L
≥1
I
≥1
M
N
O
≥1
K
≥1
Q
P
≥1
L
J
J1
≥1
R
≥1
T
S
T
71
3.4. ábra
B
≥1
D1
E1
C
≥1
L
G1
Q
D
3.5. ábra
L
&
R
N1
72
D
3.6. ábra
≥1
E2
F1
G2
H1
≥1
K2
Az ábrák jelöléseinek magyarázata:
-3.3.ábra: „A” a fıesemény (azaz a tőzvédelmi rendszer nem jelez.) „B” az érzékelık/jelzésadók nem jeleznek „C” áramkimaradás „D” emberi tényezı „E” egyéb rendszerelem meghibásodása „F” átkapcsolás tartalék áramforrásra meghiúsult „G” tartalék áramforrás hiánya „H” vezeték tartószerkezet sérülése „I” vezeték sérülése „J1” automatikus átjelzı meghibásodása
I2
J1
„J” tőzjelzı központ meghibásodása
-3.5. ábra:
„K” PC meghibásodása
„L” karbantartás hiánya
„L” karbantartás hiánya
„R” szakszerőtlen üzemeltetés, üzemben
„M” akku csere elmaradása
tartás
„N” zárlat vagy szakadás a vezetékben
„N1” felülvizsgálatok elmaradása
„O” nem tőzálló a kábel „P” szoftver hiba
-3.6. ábra:
„Q” hardware hiba
„D” emberi tényezı
„R” szakszerőtlen kezelés
„E2” oktatás hiánya, rendszeres oktatás
„S” programozási hiba
(„tudásfrissítés”)
„T” egyéb váratlan meghibásodás
anyag nem kellı szintő elsajátítása
elmaradása,
oktatási
„F1” túlterhelt dolgozó (munkáját ellátni -3.4. ábra:
korlátozott mértékben képes)
„B” az érzékelık/jelzésadók nem jeleznek
„G2”
„D1” érzékelık/jelzésadók meghibásodtak
(„nemtörıdömség”, gyenge vezetı, az
„C” áramkimaradás
adott
„E1” szakszerőtlen szerelés
felismerése)
„L” karbantartás hiánya
„H1” szakszerőtlen munkavégzés
„G1” nincs zónás rendszer/kiépítettség
„K2” Tőzjelzés szabályainak nem ismerete
„Q” alkatrészhiba
„I2” Napi ellenırzési feladatok hiányos
„D” emberi tényezı
elvégzése
vezetık
dolog
alkalmatlansága
fontosságának
nem
„J1” üzemeltetési napló hiányos vezetése
A hibafák értelmezése:
A 3.3. ábrán az elsı fıesemény lebontása található. A fıesemény kialakulását négy tényezı határozza meg: az érzékelık nem jeleznek, áramkimaradás történik, emberi tényezık befolyásolják a jelzés elmaradását, egyéb rendszerek meghibásodása miatt nem történik meg a tőzjelzés. Az eseményeket „VAGY” kapcsolat köti össze, vagyis a négy esemény közül elég egynek bekövetkeznie a fıesemény bekövetkezéséhez. A érzékelık jelzéskimaradása („B”), és az emberi tényezık vizsgálata („D”) másik hibafán (3.4. és 3.6. ábra) kerül részletesebb elemzésre. Az áramkimaradást („C”) a vezeték vagy a vezeték tartószerkezet sérülése, áramkimaradás esetén tartalék áramforrás hiánya, illetve a tartalék áramforrásra történı
74 átkapcsolás közben fellépı hiba okozhatja.
Ez eredhet a szükséges karbantartások
elmaradásából, illetve a karbantartással részben összefüggı akkucsere elmaradásából. A vezeték sérülését tőz nem okozhatja, mivel szerelése során kötelezıen tőzálló kábelt kell alkalmazni, így a meghibásodást a vezetékben keletkezı zárlatok illetve szakadások okozhatják. Ezek kialakulását a karbantartás hiánya illetve elıre nem látható, szinte kivédhetetlen
anyaghibák
(pl.:
indokolatlanul
gyors
anyagfáradás)
okozhatják.
A
tartószerkezet sérülése elsısorban a tőz okozta „túlterhelés” miatt jöhet létre.
A hibafa másik elemzett ága az egyéb rendszerek meghibásodásának vizsgálata. A hiba okai alapvetıen hardver illetve szoftver hibára, szakszerőtlen számítógép kezelésre vezethetık vissza. A központ programozási hibájára a tőzvédelmi bejárás és átadás során mindenképpen fény derül, így annak javítása a rendszer üzemszerő mőködése elıtt megtörténik, hasonlóan az olyan hardver és szoftver hibákhoz, melyek még az átadás elıtt alakulnak ki. Az érzékelık mőködésképtelenségére a 3.4. ábra próbál magyarázatot találni. A szakszerőtlen szerelést („E1”) kizártuk, mivel abból az alapfeltételezésbıl indultunk ki, hogy a rendszer tervezését tőzvédelmi szakember végezte el, így az érzékelı elhelyezése megfelelı, szerelésüket szakember végzi. Az érzékelı mőködésképtelensége áramkimaradás esetén a 3.3. ábrán már részletezve volt a rendszer tekintetében. Ez az érzékelıre is alkalmazható, így itt csak hivatkozunk rá. A meghibásodást („D”) az érzékelı alkatrészének (alkatrészeinek) hibája, emberi tényezık illetve karbantartás hiánya okozhatja. Ez utóbbi kettı kapcsolatban áll egymással, átfedés van a két terület között. Amennyiben zónás rendszer lenne kiépítve, úgy egy érzékelı meghibásodása esetén a rendszer még mőködıképes maradhatna. A 3.5. és 3.6. ábrán két eddig még nem részletezett tényezı kerül kifejtésre. A karbantartás hiányát („L”) a szakszerőtlen üzemben tartás és a szükséges idıközi felülvizsgálatok elmaradása is okozhatja. „ÉS” kapcsolat köti össze e két tényezıt, ami azt jelenti, hogy mindkettı együttes elmaradása esetén lehetnek csak karbantartási gondjaink, ha legalább a két tényezı közül az egyikre sor kerül, a hiba kiküszöbölhetı. Azonban fontos megemlíteni, hogy mindkettı szükséges eljárás. Az emberi tényezık elemzése során (3.6. ábra, „D”) arra a következtetésre juthatunk, hogy a megfelelı munkakörülmények biztosításával és a személyzet folyamatos továbbképzésével érhetjük el rendszerünk biztonságos üzemeltetését.
75
2. A második fıeseményhez tartozó hibafa szerkesztése, logikai értelmezése (3.7., 3.8. ábra):
3.7. ábra
A
≥1
B
C
D
≥1
≥1
F
E
G
≥1
J
≥1
L
K
M
≥1
O
D
≥1
P
H
Q
N
I
76
3.8. ábra
C
≥1
E
E1
F1
Az ábrák jelöléseinek magyarázata:
-3.7. ábra: „A” a fıesemény (a tőzjelzı hibásan jelez) „B” nincs tőz, mégis tüzet jelez a rendszer „C” tőz keletkezett, de nem a valós értékeknek megfelelı a jelzés „D” emberi tényezı „E” érzékelı meghibásodása „F” szoftver hiba „G” vezetékhiba „H” szakszerőtlen kalibrálás (rendszeré) „I” karbantartás elmaradása „J” karbantartás hiánya „K” alkatrészhiba „L” emberi tényezı „M” zárlatos vezeték (emiatt téves jelzés) „N” zavar (vezeték jelszintjének megzavarása külsı zavarforrással pl.: mobiltelefon) „O” rossz kalibrálás (érzékelıé)
77 „P” nem a környezetnek megfelelı kalibrálás „Q” szakszerőtlen kalibrálás (érzékelıé)
-3.8. ábra: „C” tőz keletkezett, de nem a valós értékeknek megfelelı a jelzés „E” érzékelı meghibásodása „E1” emberi jelzés nem megfelelı „F1” egyéb rendszerelem meghibásodása (pl.: tőzjelzı központ, P
A hibafák értelmezése:
A 3.7. ábra a második fıeseményt elemzi. Arra keressük a választ, milyen okok vezethetnek ahhoz, hogy a rendszer hibásan jelez. Mint mindenhol, itt is az okok között szerepelnek az emberi tényezık („D”). A karbantartás elmaradását az elsı fıesemény elemzésekor az „L” eseménnyel már elemeztük, így itt felesleges újból elvégezni ugyanazt az elemzést. A szakszerőtlen kalibrálást, mint a másik lehetséges okot („H”) a már elızıekben tárgyalt hatósági átadás során ki lehet javítani, ám a karbantartások során történı után-állítások esetén a felülvizsgálatok elvégzése elengedhetetlen. A téves jelzések okait a „B” ág felbontásával keressük.
Itt
is
szembetaláljuk
magunkat
a
karbantartás
elégtelenségével
(„J”),
alkatrészhibával („K”), szoftver hibák elıfordulásával (amikor nem az érzékelı, hanem a tőzjelzı központ vagy a központra kötött számítógép hibás jelzése lehetséges). Elıfordulhat még kábelhiba („M”), illetve a szakszerőtlen, vagy nem a környezeti adottságoknak megfelelı kalibrálás. Az érzékelık tőz esetén adott téves jelzéseit – nem a valós helyzetnek megfelelıen jeleznek - („C”) külön hibafán bontottuk fel (3.8. ábra).
Amennyiben az érzékelık
meghibásodása okozza a téves érzékelést („E”), a 3.7. ábrán találjuk a részletes lebontást. Mivel teljes rendszerben gondolkodunk, nem csak a tőzjelzı központban, így „E1”-el a kezelıszemélyzet téves jelzéseit, veszélyhelyzet esetén végrehajtott hibás cselekedeteit jelöltük. „F1” a berendezések (pl.: tőzjelzı központ, PC, átjelzı) hibás mőködését jelöli. Mivel ennek részletes elemzése a 3.3. ábra „E” ágánál már megtörtént, így itt már nem szükséges ezt újra megtenni.
78
3. A harmadik fıeseményhez tartozó hibafa szerkesztése, logikai értelmezése (3.9. ábra):
A 3.9. ábra
≥1
B
C
D
-3.9. ábra: „A” fıesemény (tőzvédelmi berendezés vezérlése nem mőködik megfelelıen) „B” tőzjelzı központ meghibásodása „C” áramkimaradás „D” emberi tényezı
A hibafa értelmezése:
A harmadik lehetséges esetet a 3.9. ábra segítségével vizsgáltuk. Mivel az elızı hibafákon már sok lehetséges ok felbontása megtörtént, így itt egy igen kis ágrajzhoz jutunk. A vezérlés meghibásodását, vagy nem megfelelı mőködését egyrészt a központ meghibásodása „B” okozhatja, melyet a 3.3. ábrán közvetetten már kifejtettünk. Az ott alkalmazott felbontás (3.3. ábra „E”) már nem igényli az újbóli „levezetést”. Az áramkimaradást is elemeztük már a 3.3. ábra „C” ágán. Végül, mint mindenhol, itt is meghatározó tényezı lehet az ember („D”), akinek hibázási okait a 3.6. ábrán már szintén elemeztük.
79
4. A hibafák kvantitatív elemzése:
A hibafák kvantitatív elemzésének célja a megbízhatósági paraméterek meghatározása, amelyek a nem-kívánt események bekövetkezésének valószínőségét adják meg. A megbízhatósági
paraméterek
valószínőségelméleti
módszerekkel
történı
kiszámítása
összekapcsolja a hibamentességi és meghibásodási mutatókat a rendszer komponensekkel. A Boole-algebra alkalmazásával az elsı fıesemény bekövetkezésének valószínősége:
A = B + C + D + E = (((R·N1) + G1 + Q + ( E2 + F1 + G2 + ( K2 + I2 + J1 ))+ +((R·N1) + M + G + H + (((R·N1) + T ) + O ) + E1) + ((((R·N1) + T ) + O ) + +((R·N1) + M ) + G + H )+ +(E2 + F1 + G2 + ( K2 + I2 + J1 )) + ((Q + ( S + T )) + ( Q + ( S + T )) + +( Q + ( S + T ) + R )).
(3.1)
A második fıesemény bekövetkezésének valószínősége:
A = J + K + (P + Q) + (H +I) + F + (M + N) + J + K + (P + Q) + (H + I) + (H+ I).
(3.2)
A harmadik fıesemény bekövetkezésének valószínősége:
A = B + C + D.
(3.3)
3.1.2. A rendszer mőködıképességét meghatározó tényezık megállapítása
A hibafa ágainak felbontásával, a kimeneti esemény okait elemezve, a rendszer mőködését befolyásoló tényezık felbontása révén a rendszer mind alacsonyabb szintjeire jutottunk. Az elsı „fıesemény” vizsgálata során a befolyásoló tényezık közül, a rendszer
mőködıképességét leginkább meghatározók a következık voltak:
•
tartalék áramforrás megléte, illetve a tartalék áramforrás táplálására szolgáló akkumulátor
elıírt idıközönként elvégzendı cseréje, •
a vezetékek tartószerkezetének terhelhetısége.
80 •
hurkolt rendszer kiépítése,
•
alkatrészhibák elıfordulása,
•
kezelıszemélyzet szaktudása, rendszeres továbbképzése,
•
a szükséges felülvizsgálatok megtartása,
•
a karbantartás, üzemeltetés körülményei.
A második „fıesemény” elemzése a fentieken kívül rávilágított: •
az érzékelık pontos kalibrálásának fontosságára, különös tekintettel a karbantartások,
tisztítások, környezeti hatások által okozott változásokra, valamint •
a tőzjelzı központban dolgozó személyzet szakmai tudásán kívül rátermettségének
fontosságára.
A harmadik „fıesemény” az elızıekkel való szoros kapcsolatot bizonyította, és azt, hogy a rendszer mőködését befolyásoló tényezık között jelentısek az átfedések, vagyis egyes folyamatok elmaradása nem csak az elmaradás helyén okoz megbízhatóságot csökkentı hatásokat, hanem a rendszer más helyein is, így a látszólagosnál sokkal nagyobb mértékben csökkentve a megbízhatóságot. Amennyiben rendelkezésre állnak az alapesemények meghibásodási valószínőség-adatai, a fıesemények bekövetkezésének valószínőségei számszerősíthetık, és segíthetnek meggyızni a fenti hiba-okokat megszüntetı intézkedések végrehajtásának szükségességérıl.
3.2.
Egy katonai repülıgép tőzvédelmi rendszerének megbízhatósági
diagramja A katonai repülıgépek a XX. század elején jelentek meg a harcászatban. A szakemberek felismerték, hogy egy repülıgéprıl jobban áttekinthetı a harctér, mint a földrıl, ezért az elsı katonai repülıgépek felderítési feladatokat kaptak. 1915-ben megjelentek azok a repülıgépek, amelyek már alkalmasak voltak az ellenséges repülıgépek lelövésére. Némelyiknek tolólégcsavarja volt, hogy a géppuskát az orr-részben helyezhessék el, de ezek a repülıgépek túl lassúnak bizonyultak. Áttörést jelentett egy olyan szerkezet kifejlesztése, amely lehetıvé tette a géppuska elhelyezését a gép orrában úgy, hogy szinkronizálta a lövést a légcsavar
81 forgásával, így a lövedékek nem ütköztek a légcsavarba [132]. A 1930-as évek közepéig a motorok teljesítménye megkétszerezıdött, elıször 500LE-rıl 1000 LE-re, majd elérte a 2000 LE-t. A maximális repülési sebesség 500 km/h körül járt. Az 1945-ben megjelent vadászrepülıgépek némelyikét már sugárhajtómő hajtotta, így sebességük elérte a 960 km/h-t, szolgálati csúcsmagasságuk 9000 méterrıl 13500-ra nıtt. A repülıgép-szárnyak és a gázturbinás sugárhajtómővek továbbfejlesztése jelentıs mértékben megnövelte a hajtómővek tolóerejét és lehetıvé tette a hangsebesség átlépését. 1955-re a Szovjetunióban és az Egyesült Államokban is szolgálatban voltak olyan repülıgépek, amelyek vízszintes repüléssel képesek voltak elérni az egy Mach-ot (a helyi hangsebességet).
A II. világháborút követı idıszakban az egyik legsokoldalúbb katonai repülıgép a MiG-21 volt. A Mikojan-Gurevics tervezı páros ezt az altípust a koreai háború (1950-53) tapasztalatai alapján 18 hónap alatt fejlesztette ki: a gépek gyorsabban és meredekebben emelkedtek a nagy magasságokba és ott fordulékonyabbak voltak. A több mint 11000 megépült „Fishbed”-et 39 ország légiereje rendszeresítette. [133]. A repülıgép együléses, minden idıjárásban bevethetı, többfeladatú vadászrepülıgép. Teljesítménye: maximális sebesség 11000 méter felett 2229 km/h, szolgálati csúcsmagasság 17500 m, hatósugár belsı tüzelıanyaggal: 1160 km.
A Magyar Honvédség repülıgépeinek zömét 2003-ig a 20-25 éve gyártott MiG-21/23-as vadász-, illetve a SzU-22-es típus, mint felderítı-repülıgép képezte. [134]. A MiG-21-eseket, a 23-asokat és a SzU-22-eseket néhány éve kivonták a rendszerbıl, mert ezek a típusok ma már csak részben elégítenék ki az igényeket, s az idı múlásával egyre kevésbé felelnének meg a XXI. század követelményeinek. Oktatási célra azonban fenntartanak a ZMNE Bolyai János Katonai Mőszaki Kar szolnoki Repülımőszaki Intézetében MiG-21-es típusú repülıgépet, így lehetıségem volt a gép tőzoltó berendezése elektronikai rendszerének tanulmányozására.
3.2.1. A rendszer felépítése és mőködése A repülıgépek tőzoltó berendezésének elektronikai rendszere biztosítja a hajtómőtérben (repülés közben és földön) keletkezett tőz jelzését és a tőzoltó berendezések mőködésbe hozását. A tőzjelzı rendszer feladata fényjel segítségével jelezni a repülıgép vezetı részére a hajtómőtérben keletkezett tüzet. A rendszer jeladókból, elektronikus erısítıbıl és
82 jelzılámpából áll. A tőzjelzı rendszer akkor lép mőködésbe, ha az adót legalább 5 cm-es távolságban, legalább 3 m/sec fúvási sebességgel, nem több mint 1 sec idıtartamra lánghatás éri. A láng megszőntével a rendszer legfeljebb 1 sec alatt visszatér alaphelyzetébe.
A rendszer mőszaki adatai [135, 136]:
A rendszer csatornáinak száma:
2
Tápfeszültség: -
Egyenáramú
27 V
-
Váltakozó áramú
115 V, 400 Hz
Áramfelvétel legfeljebb
5W
Áramerısség a végrehajtó blokkban legalább:
2A
Mőködési egyenfeszültség:
2,5±0,7 V
Kikapcsolási egyenfeszültség legalább:
0,5 V
A tőzvédelmi rendszer elvi szerkezeti vázlata az alábbi ábrán látható (3.10. ábra):
Tőzoltó berendezés Biztosíték
Jelzı tabló ellenırzése
Jelzı tabló Végrehajtó berendezés blokkja
A végrehajtó blokk táplálását kapcsoló relé Tőzoltó palack
Nyomó gomb
A veszélyes üzemmódokat jelzı rendszer blokkja Tőzjelzı adó 3.10 ábra A tőzvédelmi rendszer elvi szerkezeti vázlata
83 A tőzvédelmi rendszer végrehajtó berendezése két egyforma, közös tápegységgel rendelkezı jelzı csatornát és ellenırzı berendezést foglal magában. A +27 V feszültségő kimenı jellel rendelkezı erısítı áramkörök és a végrehajtó berendezés jelzı csatornái egy transzformátor szekunder tekercsén keresztül kapnak táplálást. A rendszerben a láng egyenirányító tulajdonsága van felhasználva. Amikor a láng a hajtómőtérben megjelenik, az adó és a repülıgép törzse között lévı szakaszt egy egyenirányítónak képzelhetjük el, amelynek belsı ellenállása kevesebb 8 Mohm-nál. Amikor láng keletkezik a tőzjelzı adó és a repülıgép törzse között, az adóhoz kapcsolódó kondenzátor megközelítıleg 2 V feszültségre feltöltıdik, amelyet a megfelelı erısítések után, mint tőzjelet használnak fel. Az adó feszültsége ebben az esetben a végrehajtó berendezés egyenáramú erısítıjének a bemenetére kerül. A tőzoltóballon mőködésbe hozatalához az azt mőködtetı nyomógombot megnyomva a fedélzeti hálózat feszültsége a tőzoltó berendezés hálózatvédı automatáján keresztül, valamint a tőzoltó palackot mőködtetı nyomógomb érintkezıin keresztül a tőzoltó palackra kerül – rövidzárlat áll elı. A keletkezı szikra hatására a tőzoltópatron berobban, és a speciális tőzoltóanyag nagy nyomással a csıvezetékeken keresztül a hajtómőtérbe kerül. A tőz elalszik. A végrehajtó berendezésben a mőködési megbízhatóság növelése érdekében olyan (két tranzisztoros) szerkezeti elemet építettek be, amellyel elkerülhetı a végrehajtó berendezés mőködésbe lépése hamis jelek esetén. Hamis jelek keletkezhetnek az adó rövidzárlatából, vagy az adó szigetelésének ellenállás-csökkenésébıl, a felmelegedés, illetve a nedvesség hatására. A végrehajtó blokk felépítése lehetıvé teszi a blokk vezérlıpultról történı ellenırzését, elektronikai rendszere nyomtatott áramkörökkel valósul meg. A nyomtatott áramköröket tartalmazó lemezt a talapzathoz tartókon keresztül rögzítik, amely a mellsı lemezzel és a fedéllel együtt a berendezés hátát képezi. Rögzítése négy db csavarral történik.
A rendszer üzemeltetése:
A tőzvédelmi berendezés üzemeltetése során a következı feladatokat szükséges végrehajtani:
1. a szigetelık és jeladók tisztántartása, 2. az idıszakos munkák során, vagy az adók közelében végzett munkák után: •
a szigetelık letörlése száraz ruhával,
•
az adók és a repülıgéptest közötti szigetelési ellenállás mérése / az ellenállás legalább 20 Mohm kell legyen/
84 •
a tőzvédelmi rendszer mőködıképességének ellenırzése PP-5M típusú ellenırzı készülékkel. A készülék az elektronikai rendszer üzemképességét ellenırzi a tőzoltópalack patronjáig.
3.2.2. A megbízhatósági diagram megszerkesztése, a modell kiértékelése A repülıgép tőzvédelmi rendszere megbízható mőködésének modellezésére az iparban gyakran alkalmazott megbízhatósági diagram módszert választottam. A módszer megmutatja, hogy milyen logikai kapcsolat van a rendszer sikeres mőködéséhez szükséges rendszerelemek (tömbök) között (3.11. ábra). A rendszert felosztottam tehát olyan egységek (elemek) tömbjeire, amelyek tükrözik a rendszer sikeres mőködésének logikai alapjait. Ezek a tömbök statisztikailag függetlenek, és lehetıleg sok elemet tartalmaznak, de a tömbökön belül az elemek között nincs tartalékolás. A rendszert hibásnak tekintjük, ha nem jelzi a tüzet, és nem indítja el az oltást. A megszerkesztett diagram úgy köti össze az elemeket ábrázoló tömböket, hogy azok a rendszer sikeres mőködésének útját ábrázolják.
Rj
Tőz-jeladók /RA=(Rj)10/
I
1. cs./Rcs/ 2.cs./Rcs/
Tápegység /RT/
Vészüzemmódokat jelzı blokk /RC/
Tőzoltó berendezés /RD/
O
Jelzı csatornák Végrehajtó blokk /RB=RT(2Rcs-Rcs2)/
3.11. ábra Tőzvédelmi rendszer megbízhatósági diagramja
A rendszer a sikeres mőködés szempontjából soros rendszer, azaz az összes elemnek mőködnie kell ahhoz, hogy a rendszer mőködjék. A diagramon az I jelöli a bemeneti pontot,
85 O pedig a kimeneti pontot. RA, RB, RC, RD, RT, Rj, Rcs, az egyes tömbök illetve elemek hibamentes mőködési valószínőségei.
A modell kiértékelése:
A rendszer RS(t) hibamentes mőködési valószínősége (hagyományosan és röviden ezt megbízhatóságnak is nevezik), annak valószínőségét adja meg, hogy a rendszer adott (0,t) idıintervallumban, adott feltételek között ellátja elıírt funkcióját. Soros rendszer esetében a rendszer megbízhatósága egyenlı az egyes rendszerelemek (tömbök) megbízhatóságának a szorzatával, ha a rendszerelemek egymástól függetlenek, azaz a Boole-algebra képleteivel kifejezve: RS (t) = RA RB RC RD = (Rj)10 RT(2Rcs-Rcs2) RC RD
(3.5)
A megbízhatósági diagram által leírt sikeres rendszermőködés számítható az igazságtáblázat alkalmazásával is. A képleteken alapuló, hagyományos számításokkal szemben elınye, hogy akkor is alkalmazható, amikor a rendszer nem bontható fel egyértelmően soros és párhuzamos elemekre, illetve az elemek között kölcsönhatások lépnek fel. Az igazságtáblázattal végzett eredıszámítás azon alapul, hogy kétállapotú – mőködı és meghibásodott – elemeket feltételezve, meghatározzuk a rendszer mőködését eredményezı állapotkombinációk valószínőségének összegét.
A végrehajtó blokk háromelemő tömbjére vonatkozó igazságtáblázat a 4. sz. táblázat. Ez a táblázat már alkalmas arra, hogy az esetleges függıség hatását figyelembe vegyük. A táblázat tartalmazza a három elem lehetséges mőködési állapotát, valamint a rendszer mőködı vagy hibás állapotát. Az „1” jel az elem illetve rendszer mőködési állapotát, a „0” jel a meghibásodott állapotát jelenti
A vizsgált tőzvédelmi rendszerre vonatkozó igazságtáblázat az 5.sz. táblázat. A négyelemő – kétállapotú elemekbıl álló – rendszer tizenhat különbözı állapotban lehet. Ezeket a lehetıségeket foglalja magában az elsı négy oszlop. Annak a valószínőségét, hogy a rendszerben ez az elemállapot-kombináció jön létre – független elemeket feltételezve – az egyes elemállapotok valószínőségének a szorzata adja.
86 4.sz. táblázat
Táp
1.cs.
2.cs.
egység
Végrehajtó blokk állapota
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
5. sz. táblázat
Tőz-jeladók
Végrehajtó
Vész-üzemet
Tőzoltó
Tőzvédelmi
blokk
jelzı blokk
berendezés
rendszer
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
87 Az 5.sz. táblázatból a következı rendszer-megbízhatósági képlet származik:
RS (t) = RA RB RC RD.
(3.6)
A tőzvédelmi rendszer mőködıképességének ellenırzésére a PP-5M ellenırzı készülék szolgál, amely egy sorba kapcsolt diódából és két ellenállásból áll. Ha a készüléket a rendszerhez csatlakoztatjuk (az adóhoz és a „testhez”), bekapcsoljuk a „Fedélzeti – Földi akku” és a készülék „indítása” kapcsolókat, valamint a „Tőzoltó-berendezés” hálózatvédı automatát, akkor a megfelelı csatornának mőködésbe kell lépnie (a mőködést a „Tőz” jelzılámpa kigyulladása jelzi). Az ellenırzı készüléknek az adóról való lecsatlakoztatásakor a „Tőz” jelzılámpának ki kell aludnia. Ha ezzel ellentétes jelzést tapasztalunk, akkor a tőzvédelmi rendszer meghibásodott.
Az ellenırzı készülék alkalmazásával, illetve a fentiekben elkészített megbízhatósági diagram segítségével az elektronikai rendszer megbízható mőködését valószínősíthetjük. Az eljárás alkalmazása során feltételeztük, hogy az egyes elemek meghibásodásai és javításai függetlenek egymástól. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy bármely elem meghibásodása nem idézheti elı másik elem meghibásodásának bekövetkezését, és hogy meghibásodás esetén rendelkezésre áll a javító személyzet. Ez azt fejezi ki, hogy bármely elem átlagos kiesési ideje (belsı eredető mőködésképtelenségi ideje) az egyedüli mérıszáma ennek az elemnek, és ez nem függ attól, hogy már több más elem is meghibásodott, és mennyi igény van a javításra. Tehát figyelmet kell fordítani arra, hogyan szerelik össze a rendszer elemeit, biztosítani kell, hogy mindegyik elem könnyen elérhetı legyen, és az elemek egymást nem tehetik tönkre.
3.3. Összegzés A katonai elektronikai rendszerekkel szemben támasztott megbízhatósági, karbantarthatósági és biztonsági követelmények teljesítése szempontjából fontos feladat a rendszerek mőködıképességének ellenırzése, hibamentes mőködési valószínőségük meghatározása. A katonai mőszaki infrastruktúra megteremtése során az épületek villamossági rendszere biztosítja, hogy az elektromos áram eljusson az áramszolgáltatótól a felhasználó által mőködtetett berendezésekig. A komplett épület villamossági rendszer egy fontos alrendszere
88 a tőzvédelmi rendszer, amely az elektronikai és informatikai eszközök védelmét, valamint a minısített adatokkal szemben támasztott biztonsági követelmények teljesítését is szolgálja - a minısített adat védelmének eljárási szabályairól szóló 179/2003. (XI. 5.) Kormány rendelet elıírásai alapján. A fejezetben a tőzjelzı rendszer felépítésébıl kiindulva meghatároztam a rendszer mőködıképességét befolyásoló tényezıket újonnan telepített, illetve már mőködı rendszer esetében,
megállapítottam a tőzjelzı rendszer mőködése szempontjából három
fıeseményt, mint lehetséges rendszer-hibát és megszerkesztettem a fıeseményekre a hibafa diagramokat. A hibafák értelmezését követıen elvégeztem a hibafák logikai elemzését, majd meghatároztam a rendszer mőködıképességét leginkább befolyásoló tényezıket. A fejezet második részében egy MiG-21 típusú katonai repülıgép tőzvédelmi rendszerének a megbízhatósági diagramját készítettem el. A tőzvédelmi rendszer elektronikai rendszere biztosítja a hajtómőtérben (repülés közben és földön) keletkezett tőz jelzését és a tőzoltó berendezések mőködésbe hozatalát. Ismertettem a rendszer felépítését, megállapítottam az elvégzendı rendszerfunkciókat, a rendszer sikeres mőködésének kritériumait. Felosztottam a rendszert olyan egységek (elemek) tömbjeire, amelyek tükrözik a rendszer sikeres mőködésének logikai alapjait. Ezt követıen megszerkesztettem a megbízhatósági diagramot, és meghatároztam a rendszer hibamentes mőködési valószínőségét a Boole-algebra szabályai szerint, valamint igazságtáblázattal.
89
4.
A kutatómunka összefoglalása, az elért tudományos eredmények
Az értekezés ezen fejezete a kutatás célkitőzéseivel összhangban elvégzett munka eredményeit és azok hasznosíthatóságát foglalja össze. A bevezetésben megfogalmazott kutatási célok elérése érdekében az alábbi tevékenységeket hajtottam végre: •
Meghatároztam azokat az alapfogalmakat, amelyeket az értekezésemben használtam (1. sz. Melléklet), áttekintettem a minıség értelmezésének és megvalósításának fejlıdését (1.1 fejezet, 6-10. oldal), értelmeztem a megbízhatóság fogalmát és a számszerő értékeléshez használható megbízhatósági mutatókat (1.1. fejezet, 11- 17. oldal). Kiemeltem a katonai minıségbiztosítás sajátosságait és bemutattam a NATO minıségbiztosítási
követelményeit
tartalmazó
Szövetségi
Minıségbiztosítási
Dokumentumok (AQAP-k) és a Szövetségi Megbízhatósági és Karbantarthatósági Dokumentumok (ARMP-k) legfontosabb jellemzıit. (1.1. fejezet, 17-21. oldal) •
Bemutattam a termékek életciklus szakaszaihoz kapcsolódó megbízhatósági program-elemeket és a megbízhatóság-elemzés általános eljárásának lépéseit (2.1 fejezet). Kiválasztottam az irodalomban ismert, és a gyakorlatban is alkalmazott megbízhatóság-elemzési eljárások közül azokat, amelyek a katonai elektronikai rendszerekkel szemben támasztott megbízhatósági és biztonsági követelmények teljesítését is kielégíthetik. Elvégeztem az eljárások vizsgálatát az eljárások célja, alkalmazási területe és megvalósításuk gyakorlati lépései alapján, és meghatároztam elınyeiket és hátrányaikat (2.2.1., 2.2.2., 2.2.3., 2.2.4., 2.2.5., és 2.2.6. fejezet). Az elemzési eljárások értékeléséhez kidolgoztam azokat az összehasonlító kritériumokat, amelyek a katonai elektronikai rendszerek vizsgálatára alkalmazható eljárások kiválasztásához
nyújtanak
segítséget.
Az
összehasonlítási
szempontrendszer
segítségével értékeltem a kiválasztott eljárásokat, az értékelést grafikonokkal
szemléltettem (2.3. fejezet). •
Kidolgoztam egy katonai épület tőzvédelmi rendszerének hibafa elemzését. (3.1. fejezet). A rendszer struktúra vizsgálatát követıen megállapítottam a rendszer hibáját jelzı fıeseményeket és megszerkesztettem az egyes fıeseményekhez tartozó hibafákat. (3.1.1. fejezet 1., 2., 3.). Elvégeztem a hibafák logikai értékelését, és
meghatároztam a fıesemények bekövetkezésének valószínőségeit (3.1.1. fejezet 4.).
90 A hibafák alapján megállapítottam a rendszer mőködıképességét leginkább befolyásoló tényezıket (3.1.2. fejezet) •
Kidolgoztam egy katonai repülıgép tőzvédelmi rendszerének megbízhatósági diagramját (3.2. fejezet). Ismertettem a rendszer felépítését és mőködését (3.2.1. fejezet). Megszerkesztettem a rendszerre vonatkozó megbízhatósági diagramot és
elvégeztem a modell kiértékelését a Boole-algebra összefüggései alapján, valamint igazságtáblázatok alkalmazásával (3.2.2. fejezet).
Mindezek alapján a katonai elektronikai rendszerek megbízhatóság-elemzésének kutatása során elért új tudományos eredményeknek tekintem az alábbiakat:
1. Megvizsgáltam és értékeltem a katonai elektronikai rendszerekre való alkalmazhatóság
szempontjából
a
megbízhatóság-elemzési
eljárásokat.
/Értekezés 2.2. fejezete, A1, B2, B3, B4, D7, D8 publikációk/ 2. Kidolgoztam a katonai elektronikai rendszerek vizsgálatára alkalmazható megbízhatóság-elemzési
eljárások
kiválasztását
segítı
összehasonlítási
szempontrendszert, értékeltem az eljárásokat a szempontrendszer szerint. /Értekezés 2.3. fejezete/. 3. Kidolgoztam
konkrét
katonai
elektronikai
rendszer
hibafa
elemzését,
javaslatokat állapítottam meg az üzemeltetési biztonság növelésére. /Értekezés 3.1.1. és 3.1.2. fejezete, B1, D2, D5 publikációk/ 4. Kidolgoztam konkrét katonai elektronikai rendszer megbízhatósági diagramját, elvégeztem a modell kiértékelését. /Értekezés 3.2.1. és 3.2.2. fejezete/
Az új tudományos eredmények részletes magyarázata az alábbiakban következik:
1. Megvizsgáltam és értékeltem a katonai elektronikai rendszerekre való alkalmazhatóság
szempontjából
a
megbízhatóság-elemzési
/Értekezés 2.2. fejezete, A1, B2, B3, B4, D7, D8 publikációk/
eljárásokat.
91 Egy
rendszer
megbízhatóságot
alkotó
képességeinek
–
hibamentességének,
karbantarthatóságának és karbantartás ellátás képességének – a mérıszámai a megbízhatóság-elemzési eljárások segítségével vizsgálhatók és elıre-jelezhetık. Az elemzési módszerek lehetıvé teszik a kvalitatív és kvantitatív megbízhatósági jellemzık becslését. Katonai elektronikai rendszerek esetében kiemelt jelentısége van a
rendszerek
hibamentességének
a
biztonsági
követelmények
teljesítése
szempontjából. A katonai rendszerek túlnyomó többsége összetett és fejlett technológiát képviselı, veszélyt hordozó rendszer, ezért az integritás teljes körő hatásainak ismerete szükséges. Az ipari gyakorlatban ismert eljárások közül, a katonai alkalmazás sajátosságait figyelembe véve, vizsgáltam és elemeztem a hibamód, -hatás és kritikusság elemzést (FMEA), a hibafa elemzést (FTA), a megbízhatósági diagramot (RBD), a Markov-elemzést (MA), a megbízhatóság elırejelzést (RP) és a veszélyhelyzet és üzemeltethetıség vizsgálatot (HAZOP). A kiválasztott megbízhatóság-elemzési eljárások szisztematikus vizsgálata során meghatároztam elınyeiket és hátrányaikat, amelyek alapját képezték a katonai elektronikai rendszerek elemzésére alkalmazható eljárások kiválasztását segítı kritérium-rendszer meghatározásának.
2. Kidolgoztam a katonai elektronikai rendszerek vizsgálatára alkalmazható megbízhatóság-elemzési
eljárások
kiválasztását
segítı
összehasonlítási
szempontrendszert, értékeltem az eljárásokat a szempontrendszer szerint. /Értekezés 2.3. fejezete/. A
kiválasztott
megbízhatóság-elemzési
eljárások
összehasonlítása
érdekében
kidolgoztam azt a szempontrendszert, amelynek segítségével egy adott katonai elektronikai rendszer vizsgálatára alkalmas legmegfelelıbb elemzési módszer kiválasztható (2.3. fejezet 57.-58. oldal). Az összehasonlítási szempontrendszer alapján értékeltem és grafikonokon szemléltettem a kiválasztott megbízhatóságelemzési eljárások 1-tıl 5-ig terjedı skálán becsült jellemzıit. (2.3. fejezet 1.sz. - 6.sz. grafikon). Az értékelés alapján megállapítottam, hogy a katonai elektronikai rendszerekkel szemben támasztott szigorú megbízhatósági és hibamentességi követelmények elsısorban a hibamód és –hatáselemzés, a hibafa elemzés és a megbízhatósági diagram alkalmazásával teljesíthetık.
92
3. Kidolgoztam
konkrét
katonai
elektronikai
rendszer
hibafa
elemzését,
javaslatokat állapítottam meg az üzemeltetési biztonság növelésére. /Értekezés 3.1.1. és 3.1.2. fejezete, B1, D2, D5 publikációk/ Kidolgoztam katonai repülıterek biztonságos üzemeltetéséhez szükséges épületek és kiszolgáló létesítmények folyamatos üzembiztonságának a fenntartását támogató tőzvédelmi
rendszer
hibafa
elemzését.
A
rendszer
struktúrából
kiindulva
meghatároztam a rendszer lehetséges fıeseményeit (3.1.1. fejezet 1 – 3. pont), megszerkesztettem a fıesemények bekövetkezéséhez vezetı közbensı és alapvetı okok alapján az egyes hibafákat (3.1.1. fejezet 3.3.-3.9. ábra). A hibafák kvantitatív elemzéséhez meghatároztam az egyes fıesemények bekövetkezésének valószínőségeit (3.1.1. fejezet 4. pont):
A hibafák kvalitatív elemzése alapján meghatároztam a rendszer mőködıképességét leginkább meghatározó tényezıket, amelyek az üzemeltetési biztonság növelését célzó intézkedések alapját képezhetik. (3.1.2. fejezet).
4. Kidolgoztam konkrét katonai elektronikai rendszer megbízhatósági diagramját, elvégeztem a modell kiértékelését. /Értekezés 3.2.1. és 3.2.2. fejezete/ A sugárhajtású katonai repülıgépek fejlıdésének jelentıs állomása volt a II. világháborút követı idıszakban a MiG-21 típusú repülıgépek kifejlesztése. A ZMNE Repülımőszaki Intézetében oktatási célra fenntartott repülıgép tanulmányozása alapján kidolgoztam a gép elektronikus tőzvédelmi rendszerének megbízhatósági diagramját. Az elvégzendı rendszerfunkciók és üzemeltetési feltételek figyelembe vételével kidolgozott megbízhatóság modell megmutatja, hogy milyen logikai kapcsolat van a rendszer sikeres mőködéséhez szükséges rendszer-elemek között (3.2.2. fejezet 3.11. ábra) A modell alapján meghatároztam a rendszer hibamentes mőködési valószínőségét a Boole-algebra képleteivel kifejezve: RS (t) = RA RB RC RD = (Rj)10 RT(2Rcs-Rcs2) RC RD ahol RA, RB, RC, RD, RT, Rj, Rcs, a megbízhatóság diagramban az egyes tömbök illetve elemek hibamentes mőködési valószínőségei. A megbízhatósági diagram alapján a rendszer sikeres mőködését igazságtáblázatok segítségével is meghatároztam (3.2.2. fejezet 4.sz. – 5.sz. táblázat). A képleteken
93 alapuló számításokkal szemben elınye, hogy akkor is alkalmazható, amikor a rendszer nem bontható fel egyértelmően soros és párhuzamos elemekre, illetve az elemek között kölcsönhatások léphetnek fel.
Az értekezésben közölt tudományos eredmények felhasználását javasolom:
•
A
katonai
elektronikai
rendszerek
mőködıképességét
fenyegetı
tényezık
megállapításánál, a veszélyhelyzetek megelızésére. •
A katonai épületek elektronikai rendszerének kiépítése és fenntartása során az elektronikus védelem és adatbiztonság megteremtésére.
•
A katonai felsıfokú oktatásban, a megbízhatóan mőködı katonai elektronikai rendszerek tervezésére, fejlesztésére és üzemeltetésére vonatkozó ismeretek elmélyítésére.
A további kutatások irányai lehetnek:
•
Az egyedi vagy ritkán elıforduló elektronikai rendszerek megbízhatóságának vizsgálata.
•
Az ipari gyakorlatban ismert további, az értekezésben nem tárgyalt, megbízhatóságelemzési eljárások összehasonlító értékelése, alkalmazhatóságuk vizsgálata speciális katonai elektronikai rendszerek esetében.
94
Hivatkozott irodalomjegyzék [1]
Pekó József: A nemzeti katonai stratégiaalkotás és modernizáció alapkérdései, Hadtudomány 2002/3.
[2]
AQAP 2000: A NATO integrált rendszer-szemlélető minıség-elve a hadfelszerelések élettartamára, 2003. június, NATO/PfP nyílt
[3]
Turcsányi Károly – Mikula László: A magyar katonai minıségügy fejlıdése, helyzete és jövıjének dilemmái, Katonai Logisztika, 2000. 1. sz. pp. 150-167.
[4]
Kende György – Magyar Gyula: Az új minıségbiztosítási rendszer követelményei, Új Honvédségi Szemle, 1999. 7. sz. pp. 129-140.
[5]
Mikula László: A katonai minıségügy új kihívásai, Új Honvédségi Szemle, 2000. 4. sz. pp. 71-78.
[6]
Mikula László: Katonai minıségügy. A magyar katonai minıségirányítás I. Katonai Logisztika, 2001. 1. sz. pp 78-105.
[7]
Mikula László: A magyar katonai minıségirányítás II. Katonai Logisztika 2001. 2. sz. pp.165-187.
[8]
Pokorádi László: Haditechnikai eszközök megbízhatóság-központú karbantartása, Új Honvédségi Szemle, 2000. 11. sz. pp. 111-124.
[9]
Pokorádi
László:
Haditechnikai
eszközök
üzemeltetési
megbízhatósága,
Új
Honvédségi Szemle, 2002. 5. sz. pp. 146-153. [10]
Zupkó Tibor – Labancz Sándor: Az MH karbantartó és javító egységeire vonatkozó folyamatok minıségbiztosítási lehetıségei, Katonai Logisztika, 2002. 2. sz. pp. 121136.
[11]
Virágh Béla: Néhány statisztikai módszer az üzemben-tartás minıségének javítására, Katonai Logisztika, 2001. 2. sz. 188-203.
[12]
Dr. Agg Géza: Mőszaki alapismeretek, LSI Oktató Központ, Budapest, 1997. p. 277.
[13]
Dr. Kanyó Gyula: Minıségtervezés – Minıségfejlesztés, Szabványkiadó, Budapest, 1991. p.7.
[14]
Dr. Kun István – Dr. Szász Gábor – Dr. Zsigmond Gyula: Minıség és megbízhatóság, LSI Informatikai Oktató Központ, Budapest, 2002.
[15]
Koczor Zoltán szerk.: Bevezetés a minıségügybe, A minıségügy gyakorlati kérdései, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 2000. p. 32.
95 [16]
Dr. Parányi György: Minıség és vállalat, A termékminıség, mint a fejlesztés gazdasági, vezetési-szervezési kategóriája, GTE, Budapest, 1989. p. 15.
[17]
Parányi György szerk.: Minıséget - gazdaságosan, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1999. p. 24.
[18]
Kondor István szerk.: Mi Micsoda a Minıségügyben? GTE Ipari Minıségi klub, Budapest, 1997. p. 97.
[19]
Ács Pál: Minıség: Egyedüli út az Európa-házba, Szerzıi kiadás, Budapest, 1993. p. 29.
[20]
Gyıri Pál: Iránytő a minıséghez vezetıknek, ISOCONT Kft. Budapest, 1999. p.9.
[21]
Dr. Varga Lajos: A minıségügy fejlıdése, Minıség és Megbízhatóság, 1998/4. p. 151.
[22]
Dr. Balogh Albert: A minıségügy helyzetének és fejlıdési irányainak elemzése I., Minıség és Megbízhatóság, 1999/5, pp. 214-219.
[23]
A minıségügy nemzetközi értelmezı szótára, EOQ MNB Budapest, 2003.
[24]
Veress Gábor szerk.: A minıségügy alapjai, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1999. p.29.
[25]
MSZ EN ISO 8402 : 1996 Minıségirányítás és minıségbiztosítás. Szakszótár
[26]
Dr. Lendvay Marianna: Minıség-ellenırzés c. fejezet pp. 28-32 In: Bálint Julianna ed.: Minıség - Tanuljuk és tanítsuk, Mőszaki Könyvkiadó - Magyar Minıség Társaság, Budapest, 1998. ISBN 963 10 3007 2
[27]
Dr. Lendvay Marianna: Minıség-ellenırzés c. fejezet In: Bálint J. ed.: Minıség – tanuljuk, tanítsuk és valósítsuk meg, Terc Kereskedelmi és Szolgáltató Kft. Kiadó, Budapest, 2001.
[28]
Dr. Lehotai L. - dr. Novothny F. - Szenes I. - dr. Lendvay M.: Biztonságtechnikai, környezetvédelmi és minıségbiztosítási alapismeretek, Fıiskolai jegyzet, BMF KKVFK-1192. Budapest, 2005.
[29]
MSZ EN ISO 9000: 2001 Minıségirányítási rendszerek. Alapok és szótár.
[30]
Tenner, R. Arthur – DeToro, J. Irving: Teljes körő minıségmenedzsment TQM, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1996. pp. 40-41.
[31]
Dr. Papp László szerk.: A minıségmenedzsment alapjai, Mőegyetemi Kiadó, Budapest, 1998. pp. 62-70.
[32]
Lock, Dennis szerk.: Minıségmenedzsment, Panem Kft. Budapest, 1998. pp. 53-73.
[33]
Szeder Zoltán: Problémamegoldó folyamat a minıségért és a hatékonyságért, BBS-E Bt., Budapest, 1999. pp. 20-24.
96 [34]
Bálint Julianna: Minıség, Tanuljuk és tanítsuk, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1998. p.39.
[35]
Turcsányi Károly - Mikula László: A katonai minıségügy helyzete, Hadtudomány, 2000/3.
[36]
Majoros István: Gyártás-elıkészítés, gyártás, gyártásellenırzés, GTE, Minıségügyi Kiskönyvtár, Budapest, 1991. p. 152.
[37]
Csikós Istvánné – Juhász Tibor: Minıségtervezés és –irányítás, Statisztikai folyamatszabályozás, NOVORG, Budapest, 1997. pp. 147-184.
[38]
Kemény Sándor: Statisztikai minıség- (megfelelıség-) szabályozás, Mőszaki Könyvkiadó – Magyar Minıség Társaság, Budapest, 1998. p. 81.
[39]
Feigenbaum, A. V.: Teljes körő minıségszabályozás TQC, ExQualitas Libri Kft. Budapest, 1991. pp. 302-327.
[40]
Krämer Tamás – Magyar Sándor – Németh László: Minıségbiztosítás, minıségellenırzés, B+V Kiadó, Budapest, 2001. p.36.
[41]
Lendvay Marianna – Hartványi Tamás: Minıségbiztosítás, SzIF – UNIVERSITAS Kft, Kiadói Üzletág, Gyır, 1998. p. 23.
[42]
Perry L. Johnson: ISO 9000, Hogyan feleljünk meg az új nemzetközi szabványoknak? Panem-McGraw-Hill, Budapest, 1993. pp. 30-31.
[43]
Rothery, Brian: ISO 14000 és ISO 9000, Panem-McGraw-Hill, Budapest, 1997. pp. 38-40.
[44]
Gyıri Pál: 67 kérdés az ISO 9000-es szabványsorozat alkalmazásáról, Budapest, 1996. p. 24.
[45]
Dr. Turcsányi Károly – Dr. Molnár Mihály: Minıség, minıségirányítás – új megközelítésben, Nemzetvédelmi Egyetemi Közlemények, 2002. 6. évf. 2. sz.
[46]
Koczor Zoltán szerk.: Minıségirányítási rendszerek fejlesztése, TÜV Rheinland Akadémia, Budapest, 2001. p. 314.
[47]
Gyıri Pál: Minıségbiztosítás, Cégvezetés, Budapest, 2003. szeptember, pp. 48-57.
[48]
Az ISO 9000:2000 szabványsorozat tartalmi ismertetése és összehasonlító elemzése, EOQ MNB Budapest, 2001. pp. 4-13.
[49]
MSZ EN ISO 9001:2001 Minıségirányítási rendszerek. Követelmények
[50]
Dr. Gaál Zoltán – Dr. Kovács Zoltán: Megbízhatóság, karbantartás, Veszprémi Egyetem, Kiadó Iroda, 1994. p. 11.
97 [51]
Balogh Albert – Dr. Dukáti Ferenc – Sallay László: Minıség-ellenırzés és megbízhatóság, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1980.
[52]
Dr Balogh A. – Dr. Farkas Gy. – Gerlai M. – Göblös I. – Kesselyák P. – Dr. Mátrai G. – Váradi I.: Elektronikai berendezések megbízhatósága, Tanfolyami jegyzet, HTE, 1987.
[53]
Lewis, E. E.: Introduction to Reliability Engineering, John Wiley and Sons, New York, 1987.
[54]
MSZ IEC 50(191):1992 Nemzetközi Elektrotechnikai Szótár, Megbízhatóság és szolgáltatás minısége
[55]
Lendvay Marianna: Megbízhatósági vizsgálatok, Fıiskolai jegyzet, KKVMF – 1099, Budapest, 1989. pp. 28-32.
[56]
Dr. Zsigmond Gyula: Komplex villamos rendszerek minıségbiztosításának néhány kérdése, XV. Tudományos Ülésszak, Kandó Kálmán Mőszaki Fıiskola, Budapest, 1998. Kiadvány, pp. 90-95.
[57]
Zsigmond Gyula: A komplex villamos rendszerek minıségszemlélető elemzésérıl, Hadtudomány, 2002/1.
[58]
Dr. Lendvay Marianna – Dr. Zsigmond Gyula: Komplex villamos rendszerek megbízhatóság-elemzési módszerei, Hadtudomány, 2004 /2.
[59]
Dr. Balogh Albert: A megbízhatóság-elemzés új módszerei és fogalmai, Elıadás, EOQ MNB Megbízhatósági Szakbizottsága, Budapest, 2005. 04. 26.
[60]
Gyıry Pál – Palotay Kata: Szolgáltatások minıségbiztosítása, IMSYS Vezetési Tanácsadó Iroda, Budapest, 1998. pp. 9-14.
[61]
Dr. Lendvay Marianna: Katonai célú elektronikus készülékek minıség- és megbízhatóság-biztosítása, Katonai logisztika, /Megjelenés alatt/
[62]
Dr. Turcsányi Károly: A katonai minıségügyrıl, NATO csatlakozásunk elsı évfordulóján, Magyar Felsıoktatás, 2000/ 7.
[63]
Dr. Turcsányi Károly: A haditechnikai eszközök megbízhatóságának elméleti alapkérdései, ZMNE, Budapest, 1999.
[64]
Dr. Turcsányi Károly: Az üzemfenntartás elmélet és módszertan, ZMNE, Budapest, 1999. p. 16.
[65]
Szőcs Barna: Védelmi iparunk lehetıségei és minıségügyi feladatai a NATO tagságunk kezdetén, Katonai Logisztika, 1999. 2. sz. pp. 136-150.
[66]
Reizinger Zoltán: Új NATO minıségbiztosítási politika, Katonai Logisztika, 2000. 4. sz. pp. 127-139.
98 [67]
AQAP 2000 A NATO integrált rendszer-szemlélető minıség-elve a hadfelszerelések élettartamára, 2003. június, NATO/PfP Nyílt
[68]
AQAP 2110 A hadfelszerelések tervezésének, fejlesztésének és gyártásának NATO minıségbiztosítási elıírásai, 2003 június, NATO/PfP Nyílt
[69]
AQAP 2120 A hadfelszerelések gyártásának NATO minıségbiztosítási elıírásai, 2003 június, NATO/PfP Nyílt
[70]
AQAP
2130
A
hadfelszerelések
gyártásközi
és
végellenırzésének
NATO
végellenırzésének
NATO
minıségbiztosítási elıírásai, 2003 június, NATO/PfP Nyílt [71]
AQAP
2131
A
hadfelszerelések
gyártás
utáni
minıségbiztosítási elıírásai, 2003 június, NATO/PfP Nyílt [72]
AQAP 2009 NATO használati útmutató az AQAP 2000 kiadványsorozathoz, 2003 június, NATO/PfP Nyílt
[73]
Gyöngyösi Ferenc: A NATO AQAP 2000-es normatív dokumentumsorozat bevezetésének helyzete, alkalmazásának új vonásai, Magyar Minıség, 2004. 07. p. 14.
[74]
Rosenzweig Mihály: Az integrált irányítási rendszer kialakításának gondjai és problémái az AQAP 2000 NATO-normatív dokumentumok követelményeinek figyelembevételével, Magyar Minıség, 2004. 07. pp. 19-24.
[75]
Dr. Szőcs Barna: Az AQAP - felkészítés 2005. évi tapasztalatai, Magyar Minıség, 2005.08-09. pp. 12-12-15.
[76]
Magyar Gyula: Irányítási rendszerek integrálása, Magyar Minıség, 2005. 08-09. pp. 611.
[77]
Gyöngyösi Ferenc: Az ISO 9001:2000 szabvány és a NATO AQAP 2110:2003 normatíva követelményeinek integrációja a tanúsító szempontjából, Magyar Minıség, 2005. 08-09. pp. 16-18.
[78]
Zupkó Tibor: A NATO és hazai minıségügyi szabványok, Tanulmány, ZMNE Minıségbiztosítási Iroda, Budapest, 2005.
[79]
ARMP-1 NATO Requirements for Reliability and Maintainability, Ed. 3. June 2002.
[80]
ARMP-4 Guidance for Writing NATO R&M Requirements Documents, Ed. 3. June 2003.
[81]
ARMP-7 NATO R&M Terminology Applicable to ARMPs, Ed. 1. July 2001.
[82]
ARMP-6 In-service R&M, May 1988.
[83]
Dr. Balogh Albert: Megbízhatóság-elemzési eljárások, Minıség és Megbízhatóság 93/4, pp. 39-48.
[84]
IEC 60300-1: 2003 Dependability management – Dependability management systems
99 [85]
IEC 60300-2: 2004 Dependability management – Guidlines for dependability management
[86]
Pecht, M. – Das D. – Ramakrishnan A.: The IEEE standards on reliability program and reliability prediction methods for elektronikc equipment, Microelectronics Reliability 42. (2002) 1259-1266.
[87]
Goble, W. M. – Brombacher, A. C.: Using a failure modes, effects and diagnostic analysis (FMEDA) to measure diagnostic coverage in programmable elektronic systems, Reliability Engineering & System Safety, Volume 66, Issue 2, November 1999. p. 145-148.
[88]
Hawkins, P. G. – Woollons, D. J.: Failure modes and effects analysis of complex engineering system using functional models, Artifical Intelligence in Engineering, Volume 12, Issue 4, October 1998, pp. 375-397.
[89]
Avontuur, G. C. – K. van der Werff: System reliability analysis of mechanical and hydraulic drive systems, Reliability Engineering & System Safety, Volume 77, Issue 2, August 2002. pp. 121-130
[90]
Vaurio, J. K.: Fault tree analysis of phased mission systems with repaireble and nonrepaireble components, Reliability Engineering & System Safety, Volume 74, Issue 2, November 2001. pp. 169-180
[91]
J. Tang: Mechanical system reliability analysis using a combination of graph theory and Boolean function, Reliability Engineering & System Safety, Volume 72, Issue 1, April 2001, pp. 21-30.
[92]
Saranga, H. – Knezevic, J.: Reliability prediction for condition-based maintained systems, Reliability Engineering & System Safety, Volume 71, Issue 2, August 2001. pp. 219-224.
[93]
Etelvári
Zoltán:
Elektromechanikus
gyártmányok
megbízhatósági
vizsgálata,
Szakdolgozat, Kandó Kálmán Villamos-ipari Mőszaki Fıiskola, Budapest, 1992. Konzulens: Dr. Lendvay Marianna [94]
Melovits László ifj.: A QS 9000 szerinti minıségbiztosítási rendszer kiépítésének feladatai, Szakdolgozat, Kandó Kálmán Mőszaki Fıiskola, Budapest, 1999. Konzulens: Dr. Lendvay Marianna
[95]
Vincze Pál: Gyártásengedélyezés (PPAP) bemutatása és elkészítése egy konkrét termék alapján, Szakdolgozat, BMF-KKVFK, Budapest, 2000. Konzulens: Dr. Lendvay Marianna
100 [96]
Keresztes Gábor: Új termék bevezetése a W.E.T. Magyarország Kft.-nél, Szakdolgozat, BMF-KKVFK, Budapest, 2002. Konzulens: Dr. Lendvay Marianna
[97]
Kovács Olivér: Az alkatrész jóváhagyási folyamat (PPAP) bemutatása és elkészítése egy konkrét termék alapján, Szakdolgozat, BMF-KKVFK, Budapest, 2001. Konzulens: Dr. Lendvay Marianna
[98]
Polgár
Balázs:
Számítógép-alaplap
gyártás
folyamatának
elemzése,
a
minıségbiztosítási tevékenységek figyelembevételével, Szakdolgozat, BMF-KKVFK, Budapest, 2000. Konzulens: Dr. Lendvay Marianna [99]
Balázs András: Egy távközlési cég minıségirányítási rendszerének elemzése, Szakdolgozat, BMF-KKVFK, Budapest, 2002. Konzulens: Dr. Lendvay Marianna
[100] Bocsi Attila: Folyamatjavítás a CD váltó soron, Szakdolgozat, BMF-KKVFK, Budapest, 2002. Konzulens: Dr. Lendvay Marianna [101] Hegedős Norbert: A hat szigma eljárás ipari alkalmazása, Szakdolgozat, BMFKKVFK, Budapest, 2003. Konzulens: Dr. Lendvay Marianna [102] Kálmán András: A „hat szigma” minıségfejlesztési módszer ipari alkalmazása, Szakdolgozat, BMF-KKVFK, Budapest, 2005. Konzulens: Dr. Lendvay Marianna [103] M. Lendvay – A. L. Bencsik: Production Part Approval Process in Quality Management System, in “Intelligent Systems at the Service of Mankind”, Ubooks, Germany, 2003. (Wilfried Elmenreich, J. Tenreiro Machado, Imre J. Rudas editors) pp.169-177. ISBN 3-935798-25-3 [104] Dr. Lendvay Marianna: Elektronikus készülékek üzemeltetésének megbízhatósági kérdései, Bolyai Szemle, 2003 Különszám, pp. 87-98. [105] Al-Radhi, M. – Heuer, J.: Produktive Instandhaltung: Ein Konzept zur Steigerung der Effektivität von Produktionsanlagen, Qualität und Zuverlässigkeit, 41./ 8. 1996. pp. 892-898. [106] Zettl, M. _ Joebstl, O.: Total Productive Maintenance, Der japanische ManagementAnsatz verlangt nach einer Machbarkeitsstdie, Management, 11. 1997. pp. 40-45. [107] Dr. Marianna Lendvay: Dependability Assurance of Industrial Production Processes, Budapest Tech, Jubilee Conference, September 4, 2004. Proceedings, pp. 193-203. ISBN 963 7154 31 0 [108] IEC 812: 1985 Hibamód- és hatás-elemzés (FMEA) [109] Marianna Lendvay – Attila L. Bencsik: Using a FMEA to reliability assurance system in computer manufacture process, in „Intelligent Systems at the Service of Mankind”
101 Ubooks Vol. 2, Germany 2005. (Willfried Elmenreich, J. Tenreiro Machado, Imre J. Rudas editors), pp. 389-402. ISBN 3-86608-052-2 [110] IEC 1025: 1990 Hibafa elemzés (FTA) [111] Dr. Lendvay Marianna: A hibafa elemzés alkalmazása elektronikus rendszerek megbízhatóság biztosítására, OGÉT 2005. XIII. Nemzetközi Gépész Találkozó, Szatmárnémeti, Románia, 2005. április 28. - május 1. Kiadvány pp. 223-226 ISBN 973-7840-03-8 [112] IEC 1078:1991, Analysis techniques for dependability, Reliability Block Diagram method [113] Dr. Balogh Albert: Megbízhatósági diagram – a megbízhatóság-elemzés egyik módszere, Minıség és Megbízhatóság, 1993/5-6, pp. 35-44. [114] Schaeffer, Eugen: Megbízhatóság az elektronikában, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983. [115] Dr. Farkas György: Készülékek megbízhatósága /Kézirat/, Budapest, 2003. [116] Khalid Begain: Rendszerek megbízhatósági jellemzıinek meghatározása semi-Markov eljárással, Minıség és megbízhatóság, 1989/5. pp. 20-25. [117] Balogh Albert: Elektronikai alkatrészek megbízhatósági adatainak értékelése és felhasználása berendezések megbízhatóságának elırejelzésére, Kandidátusi értekezés, Budapest, 1985. [118] Barta György: Elektromechanikus rendszerek gyorsított megbízhatósági vizsgálata, Kandidátusi értekezés, Budapest, 1980. [119] Lendvay Marianna: Elektromechanikus gyártmányok megbízhatóságának elırejelzése BME Egyetemi doktori értekezés, Budapest, 1989. [120] Tóth Erika: Repülıgép vezérlı berendezés diagnosztikája matematikai alakfelismerési módszer alkalmazásával, Szakdolgozat, BME Megbízhatósági Szakmérnök Képzés, Budapest, 1989. [121] IEC 61882: Gide for Hazard and Operability Studies (HAZOP studies) IEC TC 56 (1999.okt.) [122] Dr. Balogh Albert: A veszélyhelyzet és az üzemeltethetıség vizsgálatai I. Minıség és Megbízhatóság, 2001/3. pp. 123-128. [123] Dr. Balogh Albert: A veszélyhelyzet és az üzemeltethetıség vizsgálatai II. Minıség és Megbízhatóság, 2001/4. pp. 197-200.
102 [124] Dr. Turcsányi Károly: Ábraalbum Az üzemfenntartás elmélet és módszertan c. törzstárgyhoz, ZMNE, Budapest, 1999. [125] Dr. Turcsányi Károly: Segédanyag az I. évfolyamos PhD hallgatók szigorlati felkészüléséhez, Katonai mőszaki ismeretek I. – Haditechnika, ZMNE – KMDI, 2004. [126] 179/2003. (XI.5.) Korm. Rendelet a nemzetközi szerzıdés alapján átvett, vagy nemzetközi kötelezettség vállalás alapján készült minısített adat védelmének eljárási szabályairól [127] 180/2003. (XI.5.) Korm. Rendelet a Nemzeti Biztonsági Felügyelet részletes feladatairól és mőködési rendjérıl, valamint az iparbiztonsági ellenırzések részletes szabályairól [128] Szabó Sándor – Kovács Tibor: A mőszaki támogatás új elvei, Hadtudomány, 2004/2. pp. 54-68. [129] Dr. M. Lendvay – Dr. A. L. Bencsik: Quality Assurance for Electronic Systems Using Fault Tree Analysis, 9th IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES 2005), Cruising on Mediterranean Sea, September 16-19 2005. [CD: /INES 2005 /lendvay-bencsik.pdf] ISBN 0-7803-9474-7, IEEE Catalog Number: 05EX1202C [130] Marianna Lendvay: Reliability analysis method for military electronic systems, Bolyai Szemle 2005. XIV. évf. 2. szám, pp. 93-111. ISSN 1416-1443 [131] Csepregi Cs.: Tőzjelzı rendszerek, Florian Press Kiadó, Budapest, 2001. [132] Bill Gunston: A korszerő harci repülıgépek enciklopédiája, Zrínyi Kiadó, Budapest, 1995. [133] Michael Sharpe: Sugárhajtású harci repülıgépek, GABO Könyvkiadó, 2000. p. 197. [134] Szabó József: A magyar légierı és a típusváltás, Hadtudomány, 2004/1. pp. 39-52. [135] A 75A típusú repülıgép mőszaki leírása, IV. könyv, EMO I. rész, Elektromos berendezés, A Honvédelmi Minisztérium Kiadása, 1977. pp. 38-39, 79-81. [136] A 75A típusú repülıgép GK-381 sz. üzemben-tartási utasítása IV. könyv EMO I. rész Elektromos berendezés, A Honvédelmi Minisztérium Kiadása, 1976. pp.31-35.
103
Tudományos és publikációs tevékenység jegyzéke A
Tudományos könyvekben önálló fejezetek: 1. Marianna Lendvay – Attila L. Bencsik: Using a FMEA to reliability assurance system in computer manufacture process, in „Intelligent Systems at the Service of Mankind” Ubooks Vol. 2, Germany 2005. (Willfried Elmenreich, J. Tenreiro Machado, Imre J. Rudas editors), pp. 389-402. ISBN 3-86608-052-2 2. M. Lendvay – A. L. Bencsik: Production Part Approval Process in Quality Management System, in “Intelligent Systems at the Service of Mankind”, Ubooks, Germany, 2003. (Wilfried Elmenreich, J. Tenreiro Machado, Imre J. Rudas editors) pp.169-177. ISBN 3-935798-25-3 3. Dr. Lendvay Marianna: Minıség-ellenırzés, Termék-megbízhatóság c. fejezetek In: Bálint J. ed.: Minıség – tanuljuk, tanítsuk és valósítsuk meg, Terc Kereskedelmi és Szolgáltató Kft. Kiadó, Budapest, 2001. 4. Dr. Lendvay Marianna: A Kálmán Rt. esete, Önértékelés c. fejezetek pp. 25-26, 3133. In: Bálint Julianna ed.: Minıség – Tanuljuk és tanítsuk, Tanári könyv, Mőszaki Könyvkiadó - Magyar Minıség Társaság, Budapest, 1999. ISBN 963 16 3016 1, ISSN 1419-4376 5. Dr. Lendvay Marianna: Minıség-ellenırzés, Minıségügyi rendszerek, Termékmegbízhatóság, A minıségköltségek tervezése c. fejezetek pp. 28-32, 55-58, 109-115, 118-120. In: Bálint Julianna ed.: Minıség - Tanuljuk és tanítsuk, Mőszaki Könyvkiadó - Magyar Minıség Társaság, Budapest, 1998. ISBN 963 10 3007 2
B
Tudományos folyóirat-cikkek: 1. Marianna Lendvay: Reliability analysis method for military electronic systems, Bolyai Szemle 2005. XIV. évf. 2. szám, pp. 93-111. ISSN 1416-1443 2. Dr. Lendvay Marianna: Katonai célú elektronikus készülékek minıség- és megbízhatóság-biztosítása, Katonai logisztika, /Megjelenés alatt/ 3. Dr. Lendvay Marianna: Elektronikus készülékek üzemeltetésének megbízhatósági kérdései, Bolyai Szemle, 2003 Különszám, pp. 87-98. ISSN 1416-1443 4. Dr. Lendvay M. – Dr. Zsigmond Gy.: Komplex villamos rendszerek megbízhatóságelemzési módszerei, Hadtudomány, 2004 /2. pp. 110-116. ISSN 1215-4121
104 5. Dr. Lendvay M. – Dr. Bencsik A.: Szoftverek minıségfejlesztése funkcionalitás mérés alapján, GÉP, LII. Évfolyam, 2001/ 9 pp. 24-29. ISSN 0016-8572 6. Dr. Lendvay Marianna: Minıség és megbízhatóság az Elektronikus eszközök szakirány hallgatói számára, Acta Politechnika, Budapesti Politechnikum, 1995, pp. 147-166. 7. Lendvay
Marianna:
Tapasztalatok
a
CB
76-os
asztali
telefonkészülékek
megbízhatósági vizsgálatáról, Híradástechnika, XXXVII. Évf. 1986. 5.sz. pp. 225-226
C
Fıiskolai jegyzetek – tankönyvek: 1. Dr. Lendvay M. – Kupás Deák B.: Készüléképítés, Fıiskolai jegyzet, BMF-KKVFK2037, Budapest, 2005. pp. 5-71. 2. Dr. Lendvay Marianna: Ipari formatervezés, Fıiskolai jegyzet, BMF-KKVFK2014, Budapest 2002. pp. 1-102. 3. Dr. Lehotai L. - Dr. Novothny F. - Szenes I. - Dr. Lendvay M.: Biztonságtechnikai, környezetvédelmi és minıségbiztosítási alapismeretek, Fıiskolai jegyzet,
BMF
KKVFK-1192. Budapest, 2000. pp. 139-179. /Javított kiadás: 2005, pp. 139-203/ 4. Dr. Lendvay Marianna - Hartványi Tamás: Minıségbiztosítás, Akkreditált Iskolarendszerő Felsıfokú Szakképzés tankönyve, SzIF - UNIVERSITAS Kft. Kiadói Üzletág Gyır 1998. pp. 1-42, 65-102. 5. Dr. Lendvay Marianna et al: Technológia laborgyakorlatok, Oktatási segédlet, T1 – T 37, KKMF Mikroelektronikai és Technológia Intézet, Budapest, 1994. pp. 1-20. 6. Lendvay Marianna: Megbízhatósági vizsgálatok, Fıiskolai jegyzet, KKVMF - 1099, Budapest, 1989. pp. 1-130.
D
Konferencia kiadványban megjelent elıadások: 1. Dr. Lendvay Marianna: Minıségfejlesztés „hat szigma” módszerrel, Quality development with six sigma method, OGÉT 2006. XIV. Nemzetközi Gépész Találkozó, Marosvásárhely, Románia, 2006. április 27. – 30. Kiadvány pp. 235-238 ISBN 973-7840-10-0 2. Dr. M. Lendvay – Dr. A. L. Bencsik: Quality Assurance for Electronic Systems Using Fault Tree Analysis, 9th IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES 2005), Cruising on Mediterranean Sea, September 16-19 2005. [CD: /INES 2005 /lendvay-bencsik.pdf] ISBN 0-7803-9474-7, IEEE Catalog Number: 05EX1202C
105 3. Dr. A. L. Bencsik – I. Nagy – Dr. M. Lendvay: Characteristics of the Mechatronics Curriculum to the BSc Level Mechatronics Course at the Budapest Tech, 6th International Workshop on Research and Education in Mechatronics (REM 2005), Annecy,
France,
June
30-July
1
2005.
[CD:
/REM
2005
ESIA
FRANCE/Education/bencsik-nagy-lendvay.pdf] ISBN 2-9516453-6-8. 4. M. Lendvay – A. L. Bencsik: Examination method for quality assurance of electronic and electromechanical components, 2nd Romanian-Hungarian Joint Symposium on Applied Computational Intelligence (SACI 2005), Timisoara, Romania, May 12-14, 2005. Proceedings pp. 459-466, ISBN 963 7154 39 6 5. Dr. Lendvay Marianna: A hibafa elemzés alkalmazása elektronikus rendszerek megbízhatóság biztosítására, OGÉT 2005. XIII. Nemzetközi Gépész Találkozó, Szatmárnémeti, Románia, 2005. április 28. - május 1. Kiadvány pp. 223-226 ISBN 973-7840-03-8 6. Dr. M. Lendvay – Dr. A. L. Bencsik: Quality Development with Six Sigma Method, IEEE 8th International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES 2004), Cluj-Napoca, Romania, September 19-21, 2004. Proceedings, pp. 590-594. ISBN 973-662-120-0 7. Dr. Marianna Lendvay:
Dependability Assurance of Industrial Production
Processes, Budapest Tech, Jubilee Conference, September 4, 2004. Proceedings, pp. 193-203. ISBN 963 7154 31 0 8. Dr. M. Lendvay – Dr. A. L. Bencsik: Reliability Analysis for Computer Manufacture Process, IEEE International Conference on Computational Cybernetics (ICCC 2004), Austria, August 30-September 1, 2004. Proceedings, pp. 297-302. ISBN 3-902463023 9. M. Lendvay – A. L. Bencsik: Software Development with Quality Control, 1st Romanian-Hungarian Joint Symposium on Applied Computational Intelligence (SACI 2004), Timisoara, Romania, 2004. Proceedings, pp. 303-312. ISBN 963 7154 264 10. Dr. Lendvay Marianna: Elektromechanikus készülékek minıség- és megbízhatóságbiztosítása, OGÉT 2004. XII. Nemzetközi Gépész Találkozó, Csíksomlyó, Románia, 2004. április 22-25. Kiadvány pp. 178-183. ISBN 973-86097-9-8 11. M. Lendvay – A. L. Bencsik: Quality Management System with PPAP for Computer Components, IEEE International Conference on Computational Cybernetics (ICCC
106 2003),
Hungary,
August
29-31,
2003.
[CD:/
ICCC2003/systems
engineering/lendvay.pdf] ISBN 9637-154-183 12. A. L. Bencsik – M. Lendvay: Industrial Technologies and Know-how, Experiences in Distance Education, IEEE 4th International Conference on Information Technology Based Higher Education and Training (ITHET 2003), Marrakesh, July 7-9, 2003. [CD: /ITHET2003/Distance education/bencsik-lendvay.pdf] ISBN 9954-8352-0-2. 13. Dr. M. Lendvay – I. Nagy – Dr. A. L. Bencsik: Quality Improvement of the BaseBoard Production Process, 7th IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES 2003), Egypt, March 4-6, 2003. Proceedings, pp. 545550. ISBN 977-246-048-3, ISSN 1562-5850 14. Dr. Lendvay Marianna: Benchmarking, a folyamatos minıségfejlesztés eszköze BMF Kandó Konferencia, Budapest 2002. november 14-15. [CD:/ BMF Kandó 2002/Minıségbiztosítás/ea/lendvay.doc] ISBN 963 7158 03 0 15. A. L. Bencsik – M. Lendvay: Industry-institute partnership for PLC education and training, IEEE International Conference on Information Technology Based Higher Education and Training (ITHET 2002), Budapest, Hungary, July 4-6, 2002. Proceedings, ISBN 963-7154-07-8 16. M. Lendvay – A. L. Bencsik: Production Part Approval Process in Quality Management System, 6th IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES 2002), Opatija, Croatia, May 26-28, 2002. Proceedings, pp. 459-463. ISBN 953-6071-17-7, ISSN 1562-5850 17. M. Lendvay – A. L. Bencsik: Quality Improvement by Function Point Method, 5th IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES 2001), Helsinki, Finland, September 16-18, 2001. Proceedings, pp. 249-253. ISBN 952-150689-X 18. Dr. Lendvay Marianna: Integrált vezetési rendszerek oktatása villamosmérnök hallgatók számára, Minıségoktatók konferenciája, 5. jubileumi Rendezvény, 2000. október 26. Szent István Egyetem Ybl Miklós Mőszaki Fıiskolai Kar Budapest, Konferencia kiadvány pp. 39-42. 19. Dr. M. Lendvay: Works in the Quality Management System on the Basis of QS-9000 Requirements, 4th IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES 2000), Portoroz, Slovenija, September 17-19, 2000. Proceedings, pp. 221-224. ISBN 963-6303-23-6
107 20. Dr. M. Lendvay: Operating Principle of the Quality and Environmental Management Systems, IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES '99), Poprad, Slovakia, November 1-3, 1999. Proceedings, pp. 265-267. ISSN 15625850, ISBN 80-88964-25-3 21. Dr.
A.
L.
Bencsik
Einbeförderungsprozesses
Dr.
-
im
M.
Lendvay:
Eine
Qualitätssicherungssystem,
Prüfungsmethode 44.
des
Internationales
Wissenschaftliches Kolloquium, TU Ilmenau, Deutschland, 1999. Band 1. pp. 399403. 22. Dr. Lendvay Marianna: Hibamentesség, használhatóság és karbantarthatóság elemzése a termék-elıállító minıségirányítási rendszerében, Bánki Donát Mőszaki Fıiskola, Jubileumi Tudományos Ülésszak, Budapest, 1999. szeptember 1-2. Proceedings, pp. 309-314. ISBN 963 7154 03 5 23. Dr. A. L. Bencsik - Dr. M. Lendvay: Product Follow-up and Final Stage of Inspection for Electric Switches in the Reliability Assurance System of the Producer, IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE '99), Bled, Slovenia, 12-15 July, 1999. Proceedings 24. Dr. M. Lendvay - Dr. A. L. Bencsik: Life Tests of Electric Switches in the Reliability Assurance System of the Producers IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES ’98), Vienna, Austria, September 17-19, 1998. Proceedings, pp. 139-143. 25. Dr. M. Lendvay - Dr. A. L Bencsik: Applied Mathematics in Quality Assurance System of Electric Switches Producers, XIII. Conference on Applied Mathematics, University of Novi Sad (PRIM '98), Igalo, Jugoslavia, May 25-29, 1998. 26. Dr. Lendvay Marianna: Billenı kapcsolók villamos élettartam vizsgálata a vállalati minıségbiztosítási rendszerben, Kandó Kálmán Mőszaki Fıiskola XV. Tudományos Ülésszak, Minıségbiztosítás - Környezetvédelem Szekció, Budapest, 1998. Május 78, Kiadvány pp. 84-89. 27. Dr.-Ing. M. Lendvay - Dr.-Ing. A. L. Bencsik: Verbindung der Qualität und Zuverlässigkeit zur Entwicklung elektromechanischer Geräte, Pannonian Applied Mathematical Meetings, Interuniversity Network in Central Europe, Kosice, Slovakia, October 23-26, 1997. Proceedings. 28. Dr.-Ing. M. Lendvay - Dr.-Ing. A. L. Bencsik: Industriekooperation des zeitraffenden Zuverlässigkeitstests einer Schalterentwicklung, 16. Internationales
108 Kolloquium Feinwerktechnik, TU Budapest, Oktober 1-3, 1997. Proceedings, ISBN 963 420 531 3 29. Dr. Marianna Lendvay: Accelarating Reliability Tests of Electromechanical Contacts to Robot Controlling, IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES ’97), Budapest, Hungary, September 15-17, 1997. Proceedings, pp. 421-425. ISBN 0-7803-3627-5 30. Dr. M. Lendvay - Dr. A. L. Bencsik – J. Z. Szabó:
Vibration Diagnostic
Examination of Strongly-Integrated Electrical and Mechanical System, Mechatronics ‘96 The 5th UK Mechatronics Forum International Conference, Guimaraes, Portugal, 1996. Proceedings, pp. 323-328. 31. Dr. M. Lendvay – Dr. I. J. Rudas: Maintenance System of Industrial Robots, Third Biennial European Joint Conference on Engineering Systems Design and Analysis (ESDA), Montpellier, France, July 1-4, 1996. Proceedings, pp. 265-276. 32. Dr. Lendvay Marianna: Aspects of Reliability Analysis in Electronics, Konferencia ELMAT ‘96, Technická Univerzita Kosice, 8th May 1996. Proceedings, pp. 41-45. 33. Dr. Lendvay Marianna: Professional Questions of Training Total Quality Management Approach at BSc level Education, RELECTRONIC '95 9th Symposium on Quality and Reliability in Electronics, Budapest, 1995. Proceedings, pp. 449-454. 34. Lendvay Marianna: Experiences on the reliability tests of CB 76 desk telephone RELECTRONIC ′85 Symposium on Quality and Reliability in Electronics, Budapest 1985. Proceedings, pp. 640-647.
E
Egyéb nyomtatásban megjelent publikáció: 1. Dr. Lendvay Marianna: Minıségügyi ismeretek, Tanulmány a Minıségügyi ismeretek
oktatásának
tantervéhez,
Kandó
Kálmán
Mőszaki
Fıiskola,
Villamosmérnöki szak, Budapest, 1998. pp. 1-29. 2. Dr. Lendvay Marianna: Billenı kapcsolók élettartam vizsgálati módszere (Az elméleti alapok kimunkálása) Tanulmány, KKMF- MTI Budapest, 1997. pp. 1-117. 3. Dr. Lendvay M.- Dr. A. H. El-Szayed – Dudás F.-né: Open Learning Center mőködésének feltételei, Tanulmány, KKMF Budapest, 1995. pp. 1-7. 4. Dr. Lendvay Marianna ford.: Johann Jaschke: Lemezszabás, Springer Hungarica Kiadó Kft., Budapest, 1993, pp. 1-130. ISBN 963 7775 67 6 5. Lendvay
Marianna:
Elektromechanikus
gyártmányok
megbízhatóságának
elırejelzése, Egyetemi Doktori Értekezés, BME, Budapest, 1989. pp. 1-74
109
1. sz. Melléklet: Alapfogalmak
Az Európai Minıségügyi Szervezet (EOQ) Magyar Nemzeti Bizottsága által 2003-ban kiadott szakszótár [12] nemzetközileg elfogadott fogalom-meghatározásait (ISO/IEC Guide 2 nemzetközi útmutató, EN 45020:1999, ISO 9000:2000, EOQ Glossary, ASQ kiadvány, IEC (50)191:1992) figyelembe véve értekezésemben az alábbi fogalmakat használtam:
Életciklus: egy termékrendszernek egymás után következı, egymáshoz kapcsolódó szakaszai, a nyersanyag beszerzéstıl vagy a természeti erıforrás keletkezésétıl a végsı hulladéklerakásig.
Hibamentesség (megbízhatóság szőkebb értelemben): a terméknek az a képessége, hogy elıírt funkcióját adott feltételek között, adott idıszakaszban ellátja.
Használhatóság/üzemkészség/készenléti állapot: a terméknek az a képessége, hogy adott idıpontban vagy adott idıszakaszban, adott feltételek között ellátja elıírt funkcióját, feltéve, hogy a szükséges külsı erıforrások rendelkezésre állnak.
Hatékonyság: a terméknek az a képessége, hogy adott mértékő szolgáltatási igényt kielégít. Karbantarthatóság: a terméknek az a képessége, hogy meghatározott használati feltételek között olyan állapotban tartható, illetve olyan állapotba állítható vissza, amelyben elıírt funkcióját teljesíteni tudja, ha karbantartását adott feltételek között és az elıírt eljárások, valamint erıforrások felhasználásával végzik el.
Karbantartás-ellátás képessége: a karbantartó szervezetnek az a képessége, hogy adott feltételek között – igény esetén – rendelkezésre bocsátja azokat az erıforrásokat és eszközöket, amelyek az adott karbantartási politika mellett a termék karbantartásához szükségesek.
Megbízhatóság (általános értelemben): győjtıfogalom, amelyet a használhatóság és az azt befolyásoló tényezık, azaz a hibamentesség, a karbantarthatóság és a karbantartás-ellátás leírására használnak.
Megfelelıség: termékre, eljárásra vagy szolgáltatásra elıírt követelmények teljesülése. Meghibásodás: olyan esemény, amelynek során a termék elveszti képességét, hogy elıírt funkcióját ellássa.
110
Minıség: annak mértéke, hogy mennyire teljesíti a saját jellemzık egy csoportja a követelményeket.
Minıségbiztosítás: a minıségirányításnak az a része, amely a bizalomkeltés megteremtésére összpontosít aziránt, hogy a minıségi követelmények teljesülni fognak.
Minıségcél: a minıséggel kapcsolatos valami, amire törekszenek, vagy amit el akarnak érni. Minıségfejlesztés: a minıségirányításnak az a része, a mely a minıségi követelmények teljesítési képességének növelésére összpontosít.
Minıségirányítás: összehangolt tevékenységek egy szervezet vezetésére és szabályozására, a minıség szempontjából.
Minıségirányítási rendszer: irányítási rendszer egy szervezet vezetésére és szabályozására, a minıség szempontjából.
Minıségpolitika: egy szervezetnek a minıségre vonatkozóan a felsı vezetık által hivatalosan kinyilvánított általános szándékai és irányvonala.
Minıségszabályozás: a minıségirányításnak az a része, amely a minıségi követelmények teljesítésére összpontosít.
Minıségtervezés: a minıségirányításnak az a része, amely a minıségcélok Teljes körő minıségirányítás (TQM): irányítási eljárás a hosszú távú siker elérésére a vevıi elégedettségen keresztül; az eljárás a szervezet összes tagjának részvételén alapul, hogy a munkatársak munkájuk során fejlesszék a folyamatokat, a termékeket, a szolgáltatásokat és a szervezet munkakultúráját.
Teljesítıképesség/mőszaki kapacitás: a terméknek az a képessége, hogy adott mértékő szolgáltatás igényt elégít ki adott belsı feltételek mellett.
Vizsgálat: adott termék, eljárás vagy szolgáltatás egy vagy több jellemzıjének meghatározott eljárással való megállapításából álló mőszaki mővelet.
111
2. sz. Melléklet: Hibamód, -hatás és kritikusság elemzés (FMECA) egy konkrét elektronikai termék gyártási folyamatára A katonai elektronikai eszközök gyártása igen nagy számú folyamat eredményeként valósul meg. Az elektronikai eszközök egyik legfontosabb eleme a vezérlı kártya, amelyet a különbözı elektronikai eszközök számára készítenek, és alkatrészként, vagy a gyártási folyamat részeként az elkészült végtermékbe beszerelve értékesítenek. Az eszközök biztonságos mőködtetése érdekében nagy hangsúlyt kell fektetni a lehetséges hibák megelızésére, a hiba elıfordulás, felfedés kockázatának becslésére. A kitőzött célt a folyamat FMECA módszer alábbiak szerinti alkalmazásával lehet teljesíteni.
A gyártási folyamat lépései:
A folyamat FMECA alkalmazásához szükség van a gyártási folyamat ismeretére. A folyamat lépéseit az M.1. ábrán lévı folyamat-ábrán kísérhetjük figyelemmel. Az ábra az áramköri dokumentációnak megfelelıen elkészített nyomtatott huzalozású lemez útját jelzi az alkalmazott technológiai mőveleteken keresztül. A vezérlı kártyák gyártásához a felületszerelési technológiát (SMT) és a furatszerelési technológiát használják. A hagyományos furatszerelt alkatrészek beültetése történhet kézzel és géppel egyaránt, de a vezérlı kártya gyártásnál általában csak a kézi beültetést használják, a különbözı mérető és alakú alkatrészek miatt.
szitanyomtatás
SMT alkatrészek beültetése
ellenırzés
újraömlesztés
ellenırzés
kézi beültetés
hullámforrasztás
áramköri és funkcionális tesztelés
csomagolás
M.1. ábra Elektronikai eszközök vezérlı kártyájának gyártási folyamata
112 A gyártási folyamat elsı lépése tehát a forraszpaszta felvitele az áramköri lemezre szitanyomtató segítségével. Ezt követi az SMT alkatrészek beültetése, majd az alkatrészek ellenırzése. Az ellenırzést követıen megömlesztik a forraszpasztát, és megszilárdítják. Az újraömlesztı kemence után ellenırzik a forrasztás minıségét, az alkatrészek meglétét, elhelyezkedését, és polaritását. A kézi beültetı munkahelyen kerülnek beültetésre a furatszerelt
alkatrészek.
Ilyen
alkatrészek
a
különbözı
csatlakozók,
foglalatok,
kondenzátorok, - ezek rögzítése a hullámforrasztó segítségével történik. Az ezt követı ellenırzı munkaállomáson a hullámforrasztás minıségét, a kézi beültetett komponensek meglétét, pontos elhelyezkedését, a csatlakozó lábak kártyákon való túllógását kell ellenırizni. A kisebb forraszhidakat, és forraszgolyókat itt távolítják el. Az áramköri teszt (Incurcit Tester-ICT) a különbözı áramköri hibák (rövidzár, szakadás) megállapítását, alkatrészek meglétének ellenırzését, és egyes áramköri elemek értékének mérését végzi, a funkcionális teszt (Functional Verification System, FVS) az áramkör mőködıképességét ellenırzi. Végellenırzés után kerül a kártya a csomagoló munkahelyre. Itt a felhasználó által elıírt módon a kész kártyát becsomagolják.
A folyamat FMECA elkészítése: A folyamat FMECA készítést az adott tevékenység folyamatábrájával, és az ehhez kapcsolódó kockázatértékeléssel kezdjük. A folyamatleírásban meghatározzuk a folyamatjellemzıket minden egyes mőveletre vonatkozóan. Az FMECA készítéséhez használt folyamatábra/kockázatértékelés dokumentumok az elemzés elvégzésének részét képezik. A potenciális hibák, és következményeik dokumentálását egy konkrét gyártási folyamatra az alábbi FMECA dokumentumban (6. sz. táblázat) rögzítettem:
6. sz . táblázat
Folyamat hibamód, -hatás és kritikusság elemzése Egység: Mővelet funkciója/ követelményei Címkézés
Mővelet felelıse:
Készítette:
Hiba lehetıség
Hiba lehetséges hatásai
Nyomtatási hiba
Kártya téves azonosítása
Gyártási folyamat leállítása
Folt a címkén
Gyártási folyamat
FMECA szám: Dátum:
Súly.
Hiba lehetséges oka / mechanizmusa
Gyak.
Felf.
RPN
5
Rossz típusú szalag használata Rossz típusú papír használata Rossz típusú szalag használata Rossz típusú papír használata Operátor nem használ
3
6
90
2
6
60
3
2
30
2
2
20
3
2
30
5
5
113
Szitanyomás
Automatikus alkatrész-beültetés 1.
Kártya rosszul pozícionált Rossz típusú paszta használata Rontott paszta használata Túl vastag paszta felvitele Túl vékony paszta felvitel Hiányzó alkatrész
Nem megfelelı alkatrész Alkatrész helyzete nem megfelelı Sérült alkatrész Forrasz-hidak Nyitott forrasztás
Automatikus alkatrész-beültetés 2.
Megemelkedett alkatrész-lábak Hiányzó alkatrész
Nem megfelelı alkatrész Alkatrész helyzete nem megfelelı Sérült alkatrész Forrasz-hidak Nyitott forrasztás
Kemence Elsı kézi beültetés
Megemelkedett alkatrész-lábak Nem megfelelı hı-profil Hajlott konnektor pinek Megemelkedett csatlakozók Megemelkedett alkatrészek Fordított polaritás Hosszú lábak Nem megfelelı alkatrész Hiányzó alkatrész
Hullámforrasztás
Nem megfelelı forrasztás Elferdült támasztók Túlzott
leállítása Nyitott vagy rövid forrasztás Nem megfelelı forrasztás Nem megfelelı forrasztás Forrasz-hidak, funkciók hiánya Nyitott forrasztás, funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya
Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Mőködésképtelen kártya
Mőködésképtelen kártya Mőködésképtelen kártya Mőködésképtelen kártya Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Nem megfelelı forrasztás Egyes funkciók hiánya Kártya beszerelése nehéz Csökkent megbízhatóság Egyes funkciók hiánya Rövidzárlat lehetısége Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Kártya beszerelése nehéz Mőködésképtelen
5
kesztyőt Rossz gépbeállítás
3
2
30
3
8
120
3
8
120
3
5
75
3 3 3
5 5 8
75 75 120
3
8
120
3
9
135
3
9
135
2
8
80
2
10
100
2
10
100
2
8
120
3
7
147
3
7
147
3
9
189
3
9
189
3
8
168
2
10
100
2
10
100
3
8
168
5
Rossz gépbeállítás Koszos a stencil A gép elejti az alkatrészeket Az alkatrész leesik a kártyáról Nem megfelelı alkatrész a gépben Alkatrész helyzete a tálcán rossz Beültetési nyomás túl magas Beültetési nyomás túl magas Beültetési nyomás túl alacsony Helytelenül kezelik az alkatrészeket a raktárban A gép elejti az alkatrészeket Az alkatrész leesik a kártyáról Nem megfelelı alkatrész a gépben Alkatrész helyzete a tálcán rossz Beültetési nyomás túl magas Beültetési nyomás túl magas Beültetési nyomás túl alacsony Helytelenül kezelik az alkatrészeket a raktárban Rossz gép-beállítás
3
8
120
7
Nem megfelelı beültetés
5
7
245
3
Nem megfelelı beültetés
4
7
84
3
Nem megfelelı beültetés
3
7
63
5
Nem megfelelı beültetés
3
7
105
5
Nem megfelelı beültetés
3
7
105
5
Nem megfelelı beültetés
3
7
105
5
3 3
7 7
105 105
5
Nincs beültetés Alkatrész a szalag-rezgés miatt leesik a kártyáról Rossz profil
3
7
105
3
Túl magas hımérséklet
3
7
63
4
Hullámtörı leesik a
2
6
48
5 5 5 5 5
5 5 5 5 5 5 7
7 7 7 5 5 7
Nem megfelelı pasztakezelés Nem megfelelı pasztakezelés Rossz gép-beállítás
114
Második kézi beültetés
mennyiségő forraszanyag a kártyán Helytelen mennyiségő flux a kártyán Nincs fordított pólusú elem Csavar nincs meghúzva Csavar hiányzik Jumper hiányzik
Áramköri teszt Funkció teszt
Kapcsolók helytelen beállítása Áramköri funkció hiányzik Funkció hiányzik
kártya
Nyitott forrasztás, - Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Kártya beszerelése nehéz Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Egyes funkciók hiánya Mőködésképtelen kártya Mőködésképtelen kártya
kártyáról
5
Rossz gép-beállítás Koszos a fúvóka
3 3
7 7
105 105
5
Nem megfelelı beültetés
3
6
90
2
2
7
28
2
Csavarhúzó beállítása nem megfelelı Nem megfelelı beültetés
2
7
28
5
Nem megfelelı beültetés
2
7
70
5
Nem megfelelı beültetés
3
6
90
7
Teszt hiba A kártya nincs tesztelve Teszt hiba A kártya nincs tesztelve
1 1 1 1
3 3 3 3
21 21 21 21
7
A táblázat adatainak értelmezése:
FMECA szám:
Az FMECA dokumentum száma, mely a nyilvántartásra szolgál.
Egység:
Az adott rendszer, alrendszer vagy alkatrész neve, ahol a folyamat elemzését elvégzik.
Mővelet felelıse:
Az illetékes osztály vagy csoport megjelölése. Ide tartozik a beszállító neve is, ha ismert.
Készítette:
Az FMECA elkészítéséért felelıs mérnök neve, telefonszáma, osztálya.
FMECA dátum:
Az FMECA összeállításának, és a legutolsó felülvizsgálatának a dátuma.
Mővelet funkciója/ követelményei:
a vizsgált folyamat vagy mővelet egyszerő leírása. Tömören jelzi az elemzett folyamat vagy mővelet célját.
Hibalehetıség:
annak az eseménynek a definiálása, melynek hatására a folyamat esetlegesen nem elégíti ki a követelményeket és/vagy eltér a konstrukciós törekvésektıl. Ez a nem-megfelelıség jellemzése az adott mőveletnél. Az eltérés hozzákapcsolható egy következı (késıbbi) mővelethez egy potenciális hiba okozójaként, vagy az elızı (korábbi) mővelethez, annak hatásaként. Ennek ellenére az FMECA készítésekor azt a feltételezést kell tenni, hogy a beérkezı részegység(ek)/anyag(ok) hibátlanok.
115 Minden hibalehetıséget fel kell sorolni az egyes mőveleteknél, figyelembe véve az alkatrész, alrendszer, rendszer vagy folyamat jellemzıit. A feltételezés az, hogy bár a hiba elıfordulhat, de nem szükségszerő a bekövetkezése. A folyamat mérnökének/csoportjának képesnek kell lennie arra, hogy feltegye és megválaszolja a következı kérdéseket: •
Milyen
módon
térhet
el
a
folyamat/részegység
az
elıírásoktól? •
A tervezési specifikációkat figyelmen kívül hagyva, mit találhat a vevı (végfelhasználó, következı mővelet, javítás) kifogásolhatónak?
Ajánlott kiindulási pont a hasonló folyamatok összehasonlítása és a hasonló alkatrészeknek a vevıi (végfelhasználó és következı mővelet) elvárások szempontjából való vizsgálata. Ezen kívül szükséges még a tervezés céljának ismerete. Tipikus hibalehetıségek, nem kizáró jelleggel, a következık: Hajlás,
Repedés,
Földelés,
Kötés,
Deformáció,
Szakadás,
Érdesség,
Szennyezés,
Rövidzárlat,
Károsodás,
Rossz beállítás,
Szerszámkopás.
Hiba lehetséges következménye:
Úgy definiálható, mint a hibamód lehetséges hatása a vevı(k)re nézve. A vevı ebben a vonatkozásban lehet a következı mővelet vagy késıbbi mőveletek, a forgalmazó és/vagy a tulajdonos. Mindegyik lehetıséget figyelembe kell venni a lehetséges következmények megállapításakor. A hiba hatásait abból a szemszögbıl vizsgáljuk, hogy a vevı(k) mit észlelhet(nek) vagy tapasztalhat(nak). A végfelhasználóra nézve a következményeket mindig a termék vagy rendszer mőködése kapcsán meghatározzuk meg, mint például: Zaj,
Érdesség,
Szabálytalan mőködés,
Túlzott erıkifejtési igény,
Mőködésképtelen,
Kellemetlen szag,
Instabil,
Silány külsı megjelenés,
Rezgéshajlam.
116 Amennyiben
a
vevı
a
mővelet(ek)/folyamat(ok),
következı akkor
mővelet,
a
vagy
késıbbi
következményeket
a
folyamat/mővelet végrehajtásának szempontjából nézzük, mint például: Nem rögzíthetı,
Nem megfelelı,
Nem szerelhetı,
Nem csatlakozik,
Nem illeszkedik,
Sérült felszerelés,
Operátort veszélyezteti.
Súlyosság:
annak megállapítása, hogy a lehetséges hiba hatása (az elızı oszlopban felsoroltak) milyen komoly a vevıre nézve. A súlyosság csak a hatást veszi figyelembe. Ha a vevı, akit a hiba hatása érint, az összeszerelı mőhely vagy a termékfelhasználó, a súlyosság megbecsülése kívül eshet a folyamatmérnök/csoport tapasztalatainak vagy ismereteinek körén. Ebben az esetben szükséges a konstrukciós FMECA, a tervezımérnök, és/vagy a következı gyártó vagy összeszerelı mőhely figyelembevétele,
illetve
megkérdezése.
A
súlyosság
becsült
valószínőségét egy “1”-tıl “10”-ig terjedı skálán kódoljuk. A csoportnak meg kell egyeznie az értékelési és osztályozási rendszerben, melyet következetesen kell alkalmaznia, még akkor is, ha módosított az egyes folyamatok elemzésekor.
A hiba lehetséges oka/mechanizmusa: a következıképpen definiálható: milyen módon következhet be egy olyan hiba, amelyet javítani vagy ellenırizni kell. Lehetıség szerint az összes
elképzelhetı
hibalehetıségeknél
hiba-okot megállapítható.
felsoroljuk, Ha
egy
amely ok
az
egyes
kizárólagosan
hozzárendelhetı egy hibamódhoz, azaz kijavítása közvetlenül a hibára hat, akkor az FMECA megalkotásának ez a része befejezıdött. Azonban sok hiba nem kölcsönösen kizáró jellegő, és ezek kijavítására vagy ellenırzésére figyelembe lehet venni például egy kísérlettervet annak érdekében, hogy meghatározzák, mely gyökérhibák a fontosabb összetevık, és melyek a legkönnyebben ellenırizhetık. A hiba-okokat úgy kell írjuk le, hogy a helyrehozásuk érdekében tett erıfeszítésekkel azokat megfelelıen meg lehessen célozni. Tipikus hiba-okok lehetnek a következık:
117 -
Nem megfelelı hegesztés – áram, idı, nyomás
-
Nem megfelelı hıkezelés – idı, hımérséklet
-
Pontatlan mérés
-
Hiányzó vagy rosszul elhelyezett alkatrész/egység
Csak a specifikus hibákat vagy üzemzavarokat soroljuk fel a listán, a nem egyértelmő megfogalmazások használata kerülendı.
Gyakoriság:
azt határozza meg, hogy milyen gyakran lehet számítani az adott hibaok/mechanizmus (az elızı oszlopban felsoroltak) bekövetkezésére. A gyakoriság rangszámának inkább jelentése, mint értéke van. A gyakoriság becsült valószínőségét egy “1 – 10”-ig terjedı skálán kódoljuk. Csak a hiba fellépésébıl adódó elıfordulást vesszük figyelembe ennél a besorolásnál, a hibajelzı mőszereket figyelmen kívül hagyjuk. A következetesség biztosítása érdekében egy megadott értékelési rendszert alkalmazunk. A “Lehetséges hibaarány” azon a hibamennyiségen alapul, amelyre a folyamat végrehajtása alatt lehet számítani. Ha egy hasonló folyamatról rendelkezésre állnak statisztikai adatok, akkor ezeket használjuk fel az elıfordulások rangsorolásának meghatározásához. Minden más esetben szubjektív értékelést készítünk a táblázatban található szóbeli jellemzés, és bármely korábbi adat felhasználásával, amelyek elérhetık a hasonló folyamatokról.
Felfedezhetıség:
annak
becslése,
hogy
a
tervezett
folyamatellenırzés
milyen
valószínőséggel fedi fel a lehetséges okot/mechanizmust (folyamat gyengeség), vagy a tervezett ellenırzés a hibát a rákövetkezı mőveletnél, mielıtt az alkatrész vagy egység elhagyja a gyártási vagy összeszerelési helyszínt. Itt is “1 – 10”-ig terjedı skálát használunk. Feltételezzük, hogy a hiba bekövetkezett, és meg kell becsülni az összes jelenlegi folyamatellenırzési módszer azon képességét, hogy milyen mértékben képes megakadályozni a hibás rész továbbjutását. Nem szabad automatikusan azt feltételezni, hogy a felfedezhetıség értéke alacsony, csak mert az elıfordulás ritka (ha pl. ellenırzı kártyát használnak), viszont meg kell állapítani a folyamatellenırzés azon képességét, hogy mennyire képes a ritkán elıforduló hibákat felfedni, vagy továbbjutásukat megakadályozni.
118 A véletlenszerő minıségellenırzések nem alkalmasak egy izolált hiba felfedésére, és nem befolyásolhatják az észlelés osztályozását. A statisztikai
adatokra
épülı
mintavételezés
ellenben
megfelelı
ellenırzési módszer.
Kockázati tényezı
A kockázati tényezı értéke a súlyosság (S), a gyakoriság (O), és a
(RPN)
felfedezhetıség (D) alapján határozható meg úgy, hogy a kockázati faktorokat összeszorozzuk egymással:
RPN = S * O * D Ezt az értéket a folyamatban elıforduló problémák sorba rendezéséhez használjuk fel. Az RPN 1 és 1000 közötti érték lehet. A magas értékek esetében
a
csoportnak
törekednie
kell
a
számított
kockázat
csökkentésére, javító intézkedés bevezetésével. Az általános gyakorlat szerint javító intézkedést kell hozni, ha az RPN >125.
Az FMECA dokumentációt, a fenti adatokon kívül, még az alábbi adatokkal célszerő
kiegészíteni:
Jelenlegi folyamatszabályozás: azoknak a tevékenységeknek a jellemzése, amelyek lehetıség szerint megakadályozzák a hiba fellépését. Ezek a tevékenységek lehetnek folyamatszabályozási
módszerek,
mint
például
a
statisztikai
folyamatszabályozás (SPC) alkalmazása, és lehet mővelet utáni ellenırzés. Ez utóbbi történhet a szóban forgó, vagy a rákövetkezı mőveletnél. A folyamatellenırzésnek három elınye van: -
Megakadályozza a hibaok/mechanizmus bekövetkezését, vagy csökkenti elıfordulásának arányát,
-
Észleli az okot/mechanizmust és elısegíti a javító intézkedéseket,
-
Javasolt intézkedések:
Észleli a hibát.
Ha a hibalehetıségeket az RPN szerint rangsorolták, elıször a
legmagasabb értéket kapott problémák vagy egységek esetében kell javító intézkedéseket hozni. Ha például nem teljesen átláthatóak az okok, a javasolt intézkedés meghatározása történhet statisztikai
119 szempontok szerint megtervezett kísérletek alapján. Minden javasolt intézkedés célja a súlyosság, a gyakoriság, és/vagy a felfedés értékének csökkentése. Minden olyan esetben, ahol a megállapított hibalehetıség hatása veszélyeztetheti a gyártó/összeszerelı személyt, javító intézkedést kell hozni annak érdekében, hogy a hiba bekövetkezését az ok(ok) megszüntetése vagy ellenırzése által megakadályozzák, vagy megfelelı védelmet biztosítsanak a dolgozó részére. Nem lehet eléggé hangsúlyozni a specifikus, helyes és mérhetı haszonnal járó javító intézkedések, az egyéb tevékenységekhez kapcsolódó javasolt intézkedések és az összes javaslat követésének szükségességét. Egy alaposan átgondolt és megfelelıen kifejlesztett folyamat FMECA értéke korlátozott, ha nincsenek helyes és hatékony javító intézkedések. Néhány intézkedés azok közül, amelyek szóba jöhetnek: 1.
Az
elıfordulás
valószínőségének
csökkentése
a
folyamat/tervezés felülvizsgálatait igényli. Célszerő lehet a folyamat statisztikai módszereket felhasználó, intézkedésorientált vizsgálatát, egy bejövı információ-visszacsatolással együtt végrehajtani a folyamatos fejlesztés és hibamegelızés megfelelı mőködésének érdekében. 2.
Csak egy tervezés és/vagy egy folyamat felülvizsgálat
eredményezheti a súlyosság értékének csökkentését. 3.
A felfedezhetıség valószínőségének növelésére felül kell
vizsgálni a folyamatot és/vagy a tervezést. Általában az ellenırzı eszközök bıvítése költséges és hatástalan a minıségfejlesztés
szempontjából.
Az
ellenırzések
gyakoriságának növelése nem helyes javító intézkedés, csak ideiglenes eszközként lehet használni, és végleges javító intézkedés szükséges. Néhány esetben az adott (alkat)rész tervének
megváltoztatása
szükséges
lehet
a
felfedés
elısegítésére. Lehetséges, hogy a valószínőség növelése érdekében változtatást kell végrehajtani a jelenlegi ellenırzı rendszerben.
Mindazonáltal,
a
hangsúlyt
a
hibák
120 megelızésére (az elıfordulás csökkentése), nem pedig azok felismerésére kell helyezni (például SPC és folyamatjavítás alkalmazása a véletlenszerő minıségellenırzések helyett).
Felelısség:
a javasolt intézkedésért felelıs szervezet és személy, illetve a kijelölt határidı feltüntetése.
Intézkedések:
a tevékenység rövid leírása és dátuma.
Módosított RPN:
a javító intézkedések megállapítása után meg kell becsülni, és rögzíteni kell az eredményezett elıfordulás, súlyosság, és felfedés értékeket. Ki kell számítani a keletkezı RPN értékeket, és mindegyiket meg kell vizsgálni a további javító intézkedések szükségességének eldöntése érdekében.
Ellenırzés:
a folyamatért felelıs mérnök feladata annak biztosítása, hogy az összes javasolt intézkedés végre legyen hajtva, vagy megfelelıen meg legyen jelölve. Az FMECA egy élı dokumentum, és mindig tükröznie kell a legutolsó tervezési szintet ugyanúgy, mint a legutolsó meghatározó intézkedéseket, belefoglalva azokat, amelyek a gyártás kezdete után történtek.
