FTA mı FMEA mı? Tepe Olaydan Aşağı ve Parçadan Yukarı Risk Analizi

Aynı sisteme iki ters yönden bakmak

Arıza ağacı analizi (Fault Tree Analysis, FTA) bir istenmeyen olayla başlar: bir uçak motorunun durması, bir dolum hattında ürünün kontamine olması ya da bir sunucunun hizmet dışı kalması. Bu olay ağacın tepesine yazılır, ardından ona hangi alt olayların yol açabileceği sorulur ve her dal temel arızalara inene kadar açılır. Mantık tümdengelimlidir: sonuçtan nedenlere gidilir.

FMEA (Failure Mode and Effects Analysis, hata türü ve etkileri analizi) tersini yapar. Sistemin bileşenleri ya da sürecin adımları listelenir, her biri için olası hata türleri, bu hataların etkileri ve nedenleri yazılır, riskler önceliklendirilir. Mantık tümevarımlıdır: tek tek parçalardan sistem düzeyindeki etkilere çıkılır.

Bu yön farkı, iki yöntemin hangi soruya iyi yanıt verdiğini de belirler. FTA "bu felaket nasıl olabilir?" sorusunu derinlemesine çözer; FMEA ise "bu sistemde neler ters gidebilir?" sorusuna geniş bir yanıt verir.

Ölçüt ölçüt iki yöntem

Yöntem seçerken şu ölçütler işe yarar:

• Kapsam: FTA, seçilen tepe olayla sınırlıdır; o olaya katkısı olmayan arızalar ağaçta yer almaz / FMEA, tanımlanan sınır içindeki tüm bileşen ya da adımları kapsar.
• Arıza birleşimleri: FTA, iki ya da daha fazla arızanın birlikte gerçekleşmesi gereken durumları VE kapısıyla modeller / FMEA, her satırda bir hata türünü inceler; birleşik senaryolar ayrıca düşünülmezse gözden kaçabilir.
• Nicel analiz: FTA, temel olaylara olasılık atanırsa tepe olayın olasılığı hesaplanabilir / FMEA, şiddet, oluşma ve tespit derecelendirmesiyle göreli önceliklendirme yapar.
• Zamanlama: FTA, tasarım olgunlaştığında ya da bir olay yaşandıktan sonra daha verimli kurulur / FMEA, tasarım ve süreç geliştirmenin erken aşamalarından başlatılır ve değişikliklerle güncellenir.
• Emek: FTA, tek bir olay için derin ama dar bir çalışmadır / FMEA, geniş kapsamlı olduğu için ekip zamanı ister ve uzun bir tabloya dönüşebilir.
• Okunabilirlik: FTA, yönetime ve denetçiye bir senaryonun mantığını tek bir şekille anlatır / FMEA, mühendislik ekibinin aksiyon takip aracı olarak işler.

Örnek: hastanede acil durum enerjisinin kesilmesi

Bir hastanede ana şebeke kesildiğinde jeneratörün devreye girmesi beklenir. Ekip, ameliyathanede enerjinin kesilmesini tepe olay olarak seçip bir arıza ağacı kurar. Tepe olayın altında bir VE kapısı vardır: enerji ancak hem şebeke kesilir hem de yedek kaynak devreye girmezse kesilir. Yedek kaynağın devreye girmemesi ise bir VEYA kapısıyla açılır: yakıt yetersizliği, marş sisteminin arızası ya da otomatik transfer panosunun anahtarlamaması. Marş sistemi dalı da kendi içinde akünün boşalması ve marş motoru arızası olarak ayrılır.

Ağaç, tek başına zararsız görünen bir bakım eksikliğinin, örneğin akü testlerinin atlanmasının, şebeke kesintisiyle birleştiğinde doğrudan tepe olaya yol açtığını gösterir. Bu birleşim, ağacın minimal kesim kümelerinden biridir.

Aynı sistem için bir FMEA ise transfer panosunu, jeneratörü, yakıt sistemini ve aküyü tek tek ele alır. Transfer panosu için kontakların yapışması, kontrol kartının arızası, yanlış ayarlanmış gecikme süresi gibi hata türleri yazılır ve her biri için önleme ve tespit kontrolleri değerlendirilir. FMEA, ağaçta hiç düşünülmemiş bir hata türünü, örneğin panonun şebeke geri geldiğinde geri dönüş yapmamasını da yakalayabilir; çünkü tepe olaydan değil, parçanın kendisinden yola çıkar.

Hangi durumda hangisiyle başlanır?

Seçimi belirleyen asıl soru, elinizde belirli bir olay mı yoksa bütün bir sistem mi olduğudur.

Tek bir kritik olayı önlemek, bir güvenlik gerekliliğini kanıtlamak ya da yaşanmış bir olayın arıza birleşimlerini çözmek istiyorsanız FTA ile başlamak daha verimlidir. Özellikle yedekli tasarımlarda, birden fazla koruma katmanının aynı anda aşılması gereken senaryolarda ağaç bu katmanların nerede ortak bir zayıflığa sahip olduğunu gösterir.

Yeni bir ürün ya da süreç tasarlıyor, neyin ters gidebileceğini sistematik olarak görmek istiyorsanız FMEA ile başlamak daha doğrudur. Müşterinin FMEA belgesini doğrudan talep ettiği sektörlerde de FMEA doğal başlangıç noktasıdır.

İki yöntemi birlikte kullanmak

Olgun güvenilirlik ve emniyet çalışmalarında iki yöntem birbirinin yerine değil, birbirinin girdisi olarak kullanılır. FMEA'da şiddeti yüksek çıkan etkiler, ayrı bir arıza ağacı kurulmaya değer tepe olay adaylarıdır. Ağacın en alt düzeyindeki temel olaylar ise FMEA tablosundaki hata türleriyle örtüşebilir; FMEA bu olayların listesini ve nedenlerini hazır olarak sağlar.

Ters yönde de bilgi akar. Ağaç, tepe olaya giden kesim kümelerinde hangi parçaların tekrar tekrar göründüğünü ortaya çıkarır. Bu parçalar, FMEA'da daha ayrıntılı ele alınması gereken alanlardır. Böylece geniş tarama ile derin analiz birbirini doğrular.

Bu birlikteliği sürdürmenin pratik yolu, iki belgede aynı bileşen ve hata türü adlarını kullanmaktır. Aksi halde tasarım değiştiğinde FMEA güncellenir ama ağaç eski haliyle kalır.

Sık yapılan hatalar

• Tepe olayı fazla geniş tanımlamak: "sistem arızası" gibi bir tepe olay, ağacı yönetilemeyecek kadar büyütür. Olay, ne zaman ve nerede gerçekleştiği belli olacak kadar somut olmalıdır.
• FMEA'yı birleşik arızaları kapsıyor sanmak: her satır tek bir hata türünü ele aldığı için, iki koruma katmanının aynı anda devre dışı kalması tablodan kendiliğinden çıkmaz.
• Ağaçta ortak nedenli arızaları atlamak: aynı kaynaktan beslenen iki yedek bileşen ayrı dallarda bağımsız görünür, ama ortak bir neden ikisini birden etkileyebilir.
• FMEA'yı bir kez doldurup rafa kaldırmak: tasarım ya da süreç değiştiğinde tablo güncellenmezse en önemli işlevini kaybeder.
• Yöntemi müşteri istediği için uygulamak: sırf belge olsun diye doldurulan FMEA ya da ağaç, mühendislik kararına girdi sağlamaz.

Bu yöntemleri Mindset programlarında nerede çalışırsınız?

Kalite Yöneticiliği Sertifika Programı'nın Problem Çözme ve Sürekli İyileştirme Teknikleri modülü, risk ve problem analizi araçlarını kalite sistemi içinde nereye yerleştireceğini arayan kalite sorumlularına bir çerçeve sunar. FMEA'yı tasarım ve süreç düzeyinde uygulamalı olarak öğrenmek isteyen mühendisler için FMEA (Hata Türü ve Etkileri Analizi) eğitimi doğrudan ilgilidir.

Yedekli sistemlerde arıza birleşimlerini ve sistem güvenilirliğini nicel olarak ele almak isteyenler için Güvenilirlik Mühendisliği ve Weibull Analizi programındaki Sistem Güvenilirliği modülü, Yalın 6 Sigma Yeşil Kuşak programı ise bu araçları ölçme ve analiz aşamalarına bağlamak isteyen proje liderleri için uygundur.