Hallo Freunde,
nachdem mein alter Thread wohl missverständlich war hier nochmal ein
neuer, hoffentlich eindeutiger Versuch der Eklärung.
Ich mochte gerne wissen wie ihr Risikoanalysen von Schaltungen macht.
Laut Literatur ist das gängige Werkzeug hierfür die Design FMEA (DFMEA).
Wie geht ihr hier vor? Ich bin gerade dabei meine erste zu erstellen;
jedoch fehlt mir ein bisschen die Systematik für eine komplexe
Leiterplatte.
Idealerweise müsste man sich im Leiterplattenbereich sicherlich jedem
Bauteil annehmen, was jedoch bei sehr komplexen Leiterplatten seeehr
aufwändig ist.
Also gibt es hier jemandem aus der
Autombilbranche/Medizintechnik/Luft-und Raumfahrt der hier evtl. schon
Erfahrungen gesammelt hat?
VG,
Philipp
Hi Phil
FMEA's sind generell meistens sehr aufwendig selbst für einen
Kugelschreiber könnte man sicher 100 A4 Seiten füllen.
Der Trick beim FMEA ist sich zu allererst einen groben Überblick zu
verschaffen und unkritisch bewertete Teile auszugliedern um sich um die
wichtigen Teile kümmern zu können.
Google mal ein bisschen nach FMEA Tutorial etc da findest du sicher
etwas passendes. Jedoch kann ich dir versprechen, dass du bei deinen
ersten Bewertungen ziemlich lange sitzen wirst. Auch hier gilt Übung
macht den Meister.
Grüße
Louk
Lukas R. schrieb:> Der Trick beim FMEA ist sich zu allererst einen groben Überblick zu>> verschaffen und unkritisch bewertete Teile auszugliedern um sich um die>> wichtigen Teile kümmern zu können.
Hey Lukas,
also genau daran scheiter ich momentan. Wie mache ich mir diesen groben
Überblick?
In der Literatur steht, dass man zu Beginn die Produkt-Struktur mit den
jeweiligen Funktionen ermitteln soll. Leider ist mir da noch kein
(sinnvoller) Weg eingefallen.
Normalerweise würde ich sagen mein Produkt hat die und die Funktion
(Lasten- bzw. Pflichtenheft-Ebene) und diese wird so und so durch diese
Bauteile umgesetzt.
Wie stelle ich das für elektronsiche Schaltungen an?
Ein weiteres Problem sind mögliche Fehler. In der Mechanik ist es an
sich relativ einfach, da man stehts von fehlerhaften Materialen,
Geometrien/Maßen, Oberflächenrauhigkeiten, Shore-Härten etc. sprechen
kann.. Aber bei elektronischen Komponenten? Soll man hier das DB einmal
von oben nach unten und wieder zurück wälzen? Das erscheint mir etwas
übertrieben.
Hat hier eventuell einer nen Rat?
Danke und Gruß!
P.S. Wo sind die Automobiler, Mediziner, und Luft- und Raumfahrer?! :-)
Ich würde es zuerst mit einem Punktesystem versuchen bei dem ich das
Risiko der einzelnen Bauteile abschätze. Also was passiert
schlimmstenfalls wenn bauteil X kaputtgeht bzw. ausfällt. z.B.
a) SEHR KRITISCH :Kommen menschen zu schaden
b) KRITISCH : Wird das Messergebnis, das Produkt Fehlerhaft ohne das man
es bemerkt
c) NICHT SO KRITISCH : Das Messergebnis,Produkt ist Fehlerhaft es wird
aber bemerkt
d) UNKRITISCH : ???
e) usw.
Auch sollte die Häufigkeit bzw. wahrscheinlichkeit mit einfließen
Daraus könnte man dann eine Matrix machen ...
p.s. Auch kalte Lötstellen bzw. solche sachen wie Bestücker- oder
Lieferantenwechsel sollten mit einfließen. Und um dem die Krone
aufzusetzen die Firmware bzw. Software, die Kommunikation usw. blabla
Hallo die FMEA kann man bis ins Unendliche betreiben. Man muss da
aufpassen, dass man vor lauter Risikomanagment nicht den Blick aufs
Ganze verliert und sich nicht "tot-entwickelt".
Was die elektronischen Bausteine auf der Leiterplatine angehen, so
betrachten wir nur den Ausfall des Mikrocontrollers und sichern dies
durch eine Watchdog-Schaltung ab. Das ist aber natürlich bei jedem
Risikomanager unterschiedlich.
Ansonsten betrachten wir die elektronische Peripherie: z.B. Ventile,
Lüfter, Sensoren, Hupe etc.
ICs sind mittlerweile so stabil, dass ein Ausfall für uns als zu
unwahrscheinlich eingestuft wird und wir den einzelnen Ausfall nicht
berücksichtigen. Dabei führen wir eine Risikoanalyse durch, die nur den
ersten Fehlerfall betracht, also Folgefehler nicht in die Risikoanalyse
miteinbezogen werden, da die Sache sonst zu komplex wird und man sich
wie oben erwähnt "tot-entwickelt".
Ich hoffe geholfen zu haben.
Man sollte erst eine Ahnung haben wie und wo die Bauteile ausfallen,
resp zu Fehlverhalten neigen. Das waeren mal:
Physikalisch gestresste Bauelemente, hier durch Uebertemperatur,
Ueberspannung, Ueberstrom, Temperaturzyklen, Feuchtigkeit, Kondensation,
Staub, ..
Mechanisch belastete Bauteile, zB Zyklen bei Schaltern, Relais,
Motore,..
Dann Ermuedung, Wackelkontakte, ...
Dann... der Benutzer drueckt eine falsche Taste, steckt den Stecker
verkehrt rum rein, ...
Als erstes musst du deine Schaltung in Funktionsblöcke aufteilen. z.B.
Stabi, Endstufen etc.
Dann überlegst du dir, wie groß die Warscheinlichkeit ist, dass eine
Gruppe ausfällt, ordne die Warscheinlichkeit in einer Skala von
1(niedrig) bis 10.
Dann überlegst du dir, wie warscheinlich ist, dass der Fehler in der
Gruppe gefunden wird, bevor das Teil zum Kunden geht. Teile es wieder
von 1(hoch) bis 10. Mach das Pro Gruppe.
Dann überlegst du dir, was alles schiefgehn kann, und bewertest den
Schaden, der dadurch entsteht pro Gruppe.(wieder Tabelle von eins bis
10. z.B 10 ist.wenn der Lipo exodiert und jemanden killt.) Mach das pro
Gruppe,pro Fehler.
Multipliziere die Zahlen bei jedem Fehler und du hast deine
Risikoprioritätszahl. Die gibt dir groben Auskunft über den Risikofaktor
pro Fehler in den Gruppe.
Je nach deinem Maßstab schmeißt du alles unter einer gewissen
Prioritätszahl und unter einer maximalen Einzelbewertung (z.B. Schaden
maximal 5 weg) und siesht dir an, wie du den Rest so günstig wie möglich
besser machen kannst.
Das war dannein sehr grober FMEA. Alleine für sagen wir mal 4 Gruppen
wirst du um die 60 bis 70 Seiten locker schreiben.
Nach dem selben Prinzip wi oben kannst du bis runter zu jedem einzelnen
Bauteil gehn.
Die Fmea wird im Prinzip nur durch deine Fantasie begrenzt.
Alternativ kann man auch noch eigene Bewertungszahlen hinzufügen, was
z.B. einige Autohersteller machen, dann wird das ganze.noch
umfangreicher.
Erst mit der Zeit (und nach ungefähr 10 Packungen Kopierapier) bekommst
du ein Gespür dafür, welche Bauteile Blöcke etc du genauer betrachten
musst und welche nicht.
Und vergiss nicht das Ganze auch noch auf die Software anzuwenden.
Mein Tip ist, fang Mit einem Kuli an, mach weiter über 7805 zu nem
einfachen Led blinker mit Uc etc.und werde langsam größer. Wenn du
gleich eine richtige große Schaltung stemmen wilst, kannst du auch
gleich einen Atomreaktor nehmen. :-)
Bezüglich der Fehler:
Die darfst du dir überlegen. Was kann in der Gruppe/Bauteil kaputtgehn?
Alterung etc. Dieser Teil hängt von deinem Wissen/Fantasie ab, bzw. von
den Chipherstellern, die dir die Datenblätter und diverse andere Anhänge
zum Bauteil zu Verfügung stellen. Und ja du wirst nicht ums Datenblatt
wälzen herumkommen außer du weißt schon alles.
PS: Ein Automobiler ist ja eh da ;-)
Lukas R. schrieb:> Dann überlegst du dir, wie groß die Warscheinlichkeit ist, dass eine> Gruppe ausfällt, ordne die Warscheinlichkeit in einer Skala von> 1(niedrig) bis 10.
Dafür gibt es in großen Firmen Tabellen mit Ausfallraten aus der
Feldbeobachtung (Rückläufer bzw. Austauschteile).
z.B. IC Hersteller y hat im z-Gehäuse x ppm/Jahr Ausfallrate.
Lukas R. schrieb:> Dann überlegst du dir, wie warscheinlich ist, dass der Fehler in der> Gruppe gefunden wird, bevor das Teil zum Kunden geht. Teile es wieder> von 1(hoch) bis 10. Mach das Pro Gruppe.
Ich kenne das anders: 1 gibt es wenn das Gerät/System den Fehler selbst
findet und geeignete Ersatzmaßnahmen (Notbetrieb + Fehlerlampe)
automatisch während des Betriebs zweifelsfrei feststellt.
10 gibt es wenn der Bediener notwendig ist um einen Fehler
festzustellen.
Die Werte dazwischen gibt es wenn die Fehler nur in bestimmten
Betriebszuständen (POST) feststellbar sind.
Lukas R. schrieb:> Dann überlegst du dir, was alles schiefgehn kann, und bewertest den> Schaden, der dadurch entsteht pro Gruppe.(wieder Tabelle von eins bis> 10. z.B 10 ist.wenn der Lipo exodiert und jemanden killt.) Mach das pro> Gruppe,pro Fehler.
Gibt noch andere Kriterien in manchen Firmen wie z.B. wie stark kann die
Umwelt gefährdet werden (z.B. bei Ölverlust) oder wie stark wird das
Firmenimage negativ durch so einen Fehler beeinflußt.
Fazit: für die erste FMEA wirst Du wahrscheinlich einen erfahrenen
Moderator (möglichst mit Erfahrung aus Deinem Produktumfeld) brauchen.
Es gibt Firmen die so was anbieten.
Gruß Anja
Phil schrieb:> P.S. Wo sind die Automobiler, Mediziner, und Luft- und Raumfahrer?! :-)
Ach so noch was:
Dort werden häufig standardisierte Baugruppen (Baukastensystem)
verwendet mit bekannten Ausfallraten.
Die FMEA fällt dann nur noch bei neuen Baugruppen an.
Gruß Anja
@Phil
Wenn es um Sicherheitsbauteile geht hilft vielleicht ein Blick in die
DIN EN ISO 13849-2 weiter. Dort werden in den Anhängen u.a. für
elektrische Bauteile Ausfallarten definiert. Für passive Kurzschluss und
Unterbrechung, für aktive zusätzlich noch Drift.
Bei einer 100%-FMEA würdest Du jetzt jedes relevante Bauteil der zu
realisierenden 'Sicherheitsfunktion' hinsichtlich dieser zwei/drei
Ausfallarten hin untersuchen unter der Annahme dass alle anderen
Bauteile 'in Ordung' sind. Arbeitet Deine Schaltung noch ordungsgemäss
wenn dieses eine betrachtete Bauelement in einer der zwei/drei Arten
ausfällt und wenn nein, ist der Ausfall 'gefährlich oder ungefährlich'?
So betrachtest Du jedoch nur EINZELfehler in Deiner Schaltung.
Ergänzend sieht der Teil 1 der o.g. Norm deshalb noch eine
KOMBINATIONSfehleranalyse (z.B. FTA, failure tree analysis) vor.
Ausgangspunkt wäre dann das Eintreten des 'unerwünschten Ereignisses'
z.B. das Geschlossenseins eines Relaissicherheitskreises OHNE (gewollte)
Ansteuerung (Anforderung der Sicherheitsfunktion). Hier 'hangelt' man
sich vom verursachenden Bauelement, z.B. Ausgangskontakten des
Sicherheitsrelais in die ansteuernde Schaltung rückwärts hinein und
sucht die mind. zwei Fehlerursachen (defekte Bauelemente, s.o.
Fehlerart) die das verursachen.
Schau einfach mal nach den o.g. Stichworten, dann solltest Du
weiterkommen.
Grüsse
