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Guida per Principianti all'Analisi dell'Albero dei Guasti (FTA?)

> Conoscenza del diagramma di affari > Guida per Principianti all'Analisi dell'Albero dei Guasti (FTA?)
Posted by Manuela Piccola | 08/13/2020
Questa è una guida per principianti che offre una spiegazione dei concetti di base dell'analisi dell'albero dei guasti (FTA) inclusi definizione, modelli, simboli, istruzioni, ecc.

Che cos'è un'analisi dell'albero dei guasti (FTA) - Definizione

L'analisi dell'albero dei guasti è un processo deduttivo. Gli sviluppatori o gli ingegneri lo usano per scoprire la causa principale o gli errori umani per diversi tipi di software, strutture di ingegneria o hardware. Di solito inizia in un singolo punto (l'evento di livello superiore indesiderato), per poi scendere verso il basso sotto forma di un albero (la struttura dall'alto in basso) con un numero di blocchi e simboli per mostrare la relazione tra eventi (componenti meccanici). Più specificamente, la definizione di "Errore" nell'analisi dell'albero dei guasti indica il verificarsi di uno stato indesiderato per un componente o un sistema. Ad esempio, la luce viene spenta a causa del guasto dell'interruttore, come mostrato di seguito.

esempio di analisi dell'albero dei guasti

Inoltre, il termine "Guasto"  ha i seguenti tre tipi di chiave:

  • Guasto primario  - Un errore del componente che non può essere ulteriormente definito a un livello inferiore di un sistema;
  • Errore secondario  - Un errore del componente che può essere ulteriormente definito a un livello inferiore, ma con dettagli limitati;
  • Errore di comando  - Uno stato comandato da un errore a monte.

Storia dell'analisi dell'albero dei guasti

Lo sviluppo dell'analisi dell'albero dei guasti ha le seguenti fasi principali:

  • I primi anni  - Nel 1961, Bell Labs sviluppò il modello ad utilizzo del sistema di controllo per il lancio dell'Air Force Minuteman. Successivamente, Boeing utilizza il modello di analisi dell'albero dei guasti per la progettazione e la valutazione di aeromobili civili e commerciali. Intorno agli anni '70, gli ingegneri dell'industria aerospaziale e dell'energia nucleare adottarono ulteriormente il modello di analisi dell'albero dei guasti per progetti complessi.
  • Gli anni di mezzo  - La teoria dell'albero dei guasti è diventata popolare tra diversi paesi con l'adozione di algoritmi e codici tecnici. Intorno agli anni '90, l'industria del software e il settore chimico hanno anche introdotto l'analisi dell'albero dei guasti.
  • Gli ultimi anni  - I professionisti di tutto il mondo hanno sviluppato più codici commerciali per l'utilizzo di progetti di ingegneria di affidabilità e robotica. Ora, l'analisi dell'albero dei guasti è considerata uno dei più significativi strumenti di analisi dell'affidabilità e della sicurezza del sistema.

Ecco un esempio di analisi dell'albero dei guasti per scoprire la causa dell'incidente aereo. Sentiti libero di cliccarci sopra per vedere maggiori informazioni.

esempio di analisi dell'albero dei guasti in un incidente aereo

Perché utilizzare l'analisi con albero dei guasti?

Nel complesso offre un'immagine ben strutturata, visibile e completa del sistema. Aiuta gli utenti o gli sviluppatori a comprendere rapidamente i risultati in base alle relazioni logiche al fine di individuare svantaggi ed errori nel processo di progettazione. Alcuni altri importanti vantaggi sono qui descritti:

  • Facile da adottare  - Gli amministratori possono facilmente apportare modifiche al proprio sistema, valutare i possibili effetti, progettare test di qualità e mantenere le procedure in base ai diagrammi di analisi dell'albero dei guasti.
  • Larga applicabilità  - Molti soggetti e campi utilizzano l'analisi dell'albero dei guasti, come organizzazioni in hardware, software, algebra, probabilità, affidabilità, fisica, chimica e ingegneria, ecc.
  • Stima del rischio  - Gli ingegneri o gli sviluppatori possono identificare i rischi prima dell'avvio di un programma utilizzando il modello di analisi dell'albero dei guasti.
  • Per sistemi complessi  - Può essere utilizzato per monitorare e gestire le prestazioni di sicurezza di sistemi complessi su larga scala, ad esempio il progetto di carburante e aeromobili.

Analisi dell'albero dei guasti e altri modelli analitici

Gli sviluppatori spesso confrontano l'analisi dell'albero dei guasti, l'analisi degli effetti in modalità guasto (FMEA) e la Diagramma a blocchi di affidabilità (RBD):

Rapporti con FMEA

  • L'analisi dell'albero dei guasti ha la forma di un albero dall'alto verso il basso, mentre FMEA di solito ha una struttura a matrice con tutte le misure chiave (livello di gravità, indice di occorrenza, controlli di processo, indice di rilevazione e numero di priorità di rischio ecc.) proprio nella colonna in alto.
  • L'analisi dell'albero dei guasti può essere utilizzata per mostrare errori di avvio singoli o multipli, ma potrebbe essere difficile trovare tutti i possibili guasti utilizzando l'analisi dell'albero dei guasti. Al contrario, FMEA cataloga con efficacia ed in modo esauriente la causa dei guasti per poi identificarne gli effetti, ma non è utile per esplorare guasti multipli o singoli.
  • In alcuni casi, FTA e FMEA possono essere utilizzati contemporaneamente per un migliore sviluppo del sistema (ad esempio l'analisi dell'aerospazio civile).

Relazione con RBD

  • RBD descrive un sistema usando i percorsi anziché le porte nei diagrammi di analisi dell'albero dei guasti.
  • RBD si concentra sulla parte di successo mentre l'analisi dell'albero dei guasti funziona sulla parte di errore.
  • L'analisi dell'albero dei guasti viene normalmente utilizzata per analizzare le probabilità fisse del verificarsi di ciascun evento. Gli RBD possono coprire fattori che variano nel tempo durante il processo di analisi.

esempio di diagramma a blocchi di affidabilità

Simboli del diagramma di analisi dell'albero dei guasti

L'analisi dell'albero dei guasti ha tre tipi di simboli di base: simboli di eventi e cancelli.

Eventi

Questa sottocategoria  include le seguenti forme:

  • Evento primario/di base  normalmente mostrato come un cerchio. È un errore o un difetto in un componente o elemento di sistema.
  • Evento esterno  viene normalmente mostrato con la sagoma di una casa. È un evento che dovrebbe verificarsi normalmente.
  • Evento non sviluppato  di solito indica un componente di un sistema che non necessita di ulteriori indagini a causa di informazioni limitate.
  • Evento di condizionamento  è una restrizione su un gate logico.
  • Evento intermedio  viene solitamente posizionato sopra un evento primario per mostrare più dettagli sulla descrizione dell'evento.

simboli di eventi fta

Cancelli (Gate)

Questi simboli mostrano principalmente la relazione tra eventi di output e input, e i due più popolari in questa sottocategoria sono OR gate e AND gate.

  • Gate OR  - Si verifica   sempre finché c'è almeno uno degli eventi di input.
  • Gate AND  -   si verifica solo se tutti i requisiti di input   (almeno due)   sono soddisfatti.
  • Gate OR esclusivo  -   si verifica solo se viene soddisfatta una delle condizioni di input, non se tutte le condizioni sono soddisfatte.
  • Gate Prioritario AND  -   si verifica solo dopo un ordine specifico   di condizioni.
  • Gate inibitorio  - Si verifica solo   in presenza di tutti gli eventi di input, e   con qualunque cosa sia definita   in un evento condizionale.

simboli Gates FTA

Altri simboli del diagramma di analisi dell'albero dei guasti

Qui puoi vedere altri simboli standard del diagramma di analisi dell'albero dei guasti, inclusi il tipo di trasferimento, il tipo di linea ecc.

altri simboli diagramma fta

Come eseguire un'analisi dell'albero dei guasti?

Sebbene   la natura dell'evento indesiderato possa essere   abbastanza diversa, l'analisi dell'albero dei guasti ha   la stessa procedura per qualsiasi tipo di evento indesiderato. Per eseguire un'analisi completa dell'albero dei guasti, seguire semplicemente il processo   di seguito:

1. Definire e identificare la condizione di errore   (pericolo) nel modo più preciso possibile sulla base di aspetti quali quantità, durata e impatti correlati ecc.

2. Utilizzo delle competenze tecniche e dei dettagli delle strutture esistenti per elencare e decidere   tutti i possibili motivi del verificarsi dell'errore.

3. Abbattere l'albero   dal livello superiore in base alla relazione tra i diversi componenti fino a quando non si lavora alla potenziale causa principale. La struttura del diagramma di analisi dell'albero dei guasti dovrebbe essere basata sui livelli superiore, intermedio (sottosistemi) e inferiore (eventi di base, guasti dei componenti.

4. Se la tua analisi coinvolge la parte quantitativa, valuta la probabilità di occorrenza per ciascuno dei componenti   e calcola le probabilità statistiche per l'intero albero.

5. Ricontrolla il diagramma generale di analisi dell'albero dei guasti e implementa le modifiche al processo, se necessario.

6. Raccogliere dati, valutare i risultati in tutti i dettagli utilizzando la gestione del rischio, analisi qualitative e quantitative per migliorare il sistema.

Cos'altro dovresti considerare quando esegui l'analisi dell'albero dei guasti?

Se si desidera intraprendere o migliorare in modo efficiente il processo o il diagramma di analisi dell'albero dei guasti, provare i seguenti suggerimenti:

  • Lasciare più spazio per ulteriori espansioni dell'albero o possibili modifiche nel diagramma di analisi dell'albero dei guasti.
  • Assicurati che il tuo evento indesiderato principale sia ragionevole. In questo caso, è possibile testare i potenziali risultati rispetto al problema originale o eseguire una revisione tra pari per apportare una correzione.
  • Usa i simboli corretti secondo i loro significati specifici.
  • Offri una descrizione dettagliata del testo del tuo evento ed evita parole generiche come "errore" o "errore" quando spieghi il problema del componente.
  • Il team di analisi dovrebbe includere l'ingegnere progettista del sistema, l'ingegnere dell'affidabilità e l'analista dei dati di sistema con un background ingegneristico per lo studio del sistema.
  • Un diagramma ad albero degli errori può essere utilizzato solo per richiedere un'analisi degli eventi indesiderata.
  • Etichetta le tue cause con diversi codici colore per identificare facilmente i livelli di rischio: rosso per rischio critico, arancione o giallo per rischio elevato e verde per rischio basso ecc.

Altri modelli gratuiti di analisi dell'albero dei guasti

Il modo migliore per capire il   modello di analisi ad albero dei guasti è  osservare  alcuni semplici esempi. [Nbsp] Clicca pure su uno di questi template di alberi dei guasti   in basso per vederli nel dettaglio o scaricarli gratuitamente.

modello di analisi dell'albero dei guasti in un motore analisi dell'albero dei guasti per l'esplosione di un serbatoio analisi dell'albero dei guasti in combustione
Diagramma FTA guasto motore Diagramma FTA di esplosione del serbatoio Diagramma FTA in una combustione
analisi dell'albero dei guasti in albero motore analisi dell'albero dei guasti per segnale di potenza analisi dell'albero dei guasti per caduta scaffalatura
Diagramma mine FTA Diagramma FTA segnale di potenza Diagramma FTA caduta scaffalatura

Come creare un diagramma di analisi dell'albero dei guasti?

Innanzitutto, occorre scaricare un potente software per diagrammi.

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La creazione di un diagramma di analisi dell'albero dei guasti è più semplice di quanto si pensi. Basta fare quanto segue:

Passo 1: Apri una pagina vuota

Esegui il software del diagramma di analisi dell'albero dei guasti, vai a Diagramma aziendale, quindi fai doppio clic sull'icona Analisi dell'albero dei guasti per aprire una pagina di disegno vuota. [Nbsp] In alternativa, puoi fare direttamente clic su un modello incorporato per iniziare il tuo lavoro.

aprire una pagina vuota per il diagramma fta

Passo 2: Aggiungere le forme

Trascina e rilascia i simboli standard di analisi dell'albero dei guasti sulla pagina di disegno e modificali   alle dimensioni   necessarie per adattarsi alla struttura dell'albero. [Nbsp] Puoi anche esplorare   la libreria integrata per passare a altri tipi di forme del diagramma di analisi dell'albero dei guasti.

trascina e rilascia i simboli del diagramma fta

Passo 3: Collegare le forme

Seleziona i giusti connettori per collegare le forme. Inoltre, sentiti libero di aggiungere più punti di connessione alle tue forme.

collegare le forme del diagramma fta

Passo 4: Aggiungere il testo

Apri un blocco di testo per aggiungere i  dettagli , altrimenti fai semplicemente doppio clic sulle forme per aggiungerle direttamente. [Nbsp]Puoi anche inserire i materiali di supporto come gli hyperlink o le note per le tue forme.

aggiungere il testo per il diagramma fta

Passo 5: Personalizza ulteriormente le tue forme

Ora puoi eseguire una serie di formattazioni per il diagramma di analisi dell'albero dei guasti, ad esempio, scegliere un nuovo tema dai temi incorporati, cambiare lo sfondo del diagramma, personalizzare il colore del testo e allineare le  forme  facendo clic sui giusti menu.

personalizzare le forme del diagramma fta

Passo 6: Salva, stampa ed esporta il tuo lavoro

Clicca su Salva sopra la Scheda File per salvare come formato predefinito. Scegli Salvacome nella Scheda File per salvare in altri formati.  Puoi anche scegliere di salvare in file locali, o nel cloud personale o del team Edraw.  Vai su Esporta e invia per esportare il tuo lavoro in molti formati diversi, tra cui PowerPoint, JPG, PDF e così via.

esportazione diagramma fta

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Leggi di più:

Vedere la differenza chiave tra l'analisi dell'albero dei guasti e l'analisi dell'albero degli eventi

Vantaggi e limiti dell'analisi dell'albero dei guasti

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