Faalgedrag en betrouwbaarheidsanalyse ruitenwissersystemen voor Exalto
Exalto Wiper Technologies ontwikkelt en produceert ruitenwissersystemen voor de scheepsvaart, rail en commerciële industrieën. Pragma is gevraagd om de betrouwbaarheid en het faalgedrag van ruitenwissersystemen voor treinen aantoonbaar te maken. Een ruitenwissersysteem moet betrouwbaar zijn vanwege de zichtbaarheid voor de machinist en daarmee de veiligheid op het spoor. Er is gekozen voor een gecombineerde FMECA en Fault Tree Analysis (FTA), waarmee het faalgedrag van een bepaalde productconfiguratie inzichtelijk wordt gemaakt. Exalto kan op basis van de resultaten de producten door ontwikkelen, het onderhoudsconcept optimaliseren en klanten beter advies geven op welk moment het onderhoud moet worden uitgevoerd.
Aantoonbaarheid als sleutelbegrip
Marktpartijen vragen steeds vaker om inzicht in de betrouwbaarheid van producten die Original Equipment Manufacturers (OEM’ers) leveren. Door het combineren van een FMECA en FTA wordt op een efficiënte wijze de betrouwbaarheid aangetoond en inzicht verkregen in het faalgedrag. Beide risicomanagementmethodieken zijn gebaseerd op ISO 31010 en worden wereldwijd toegepast in diverse industrieën. Het resultaat is ondersteunend bij het vinden van de juiste onderhoudsmaatregelen tijdens de gebruiksfase. Ook laten de inzichten die voortkomen uit de analyse zien waar de focus moet liggen tijdens de productontwikkeling. Zo kan er worden gekozen voor modificaties aan specifieke onderdelen, om daarmee de productkwaliteit van het gehele ruitenwissersysteem te verhogen. Het vertalen van de inzichten naar een goed ontwerp levert een positieve bijdrage voor de complete levenscyclus van de asset(s).
FMECA en FTA als complementair gereedschap
Om het faalgedrag van het ruitenwissersysteem in kaart te brengen, is gestart met het begrijpen van het systeem en de veranderende operationele context. Zo moet duidelijk zijn welke productconfiguratie gebruikt gaat worden voor de analyses, de beschikbare storingsdata en in welke omgevingen een trein rijdt.
De FMECA is als functie-analyse sterk in het onderzoeken op welke wijze het systeem kan falen en stelt vast wat de onderliggende kernoorzaken zijn. De FTA wordt gezien als een scenario-analyse en heeft top-down aanpak. Hierbij wordt de ongewenste gebeurtenis centraal gezet en de onderliggende oorzaken, de relaties en afhankelijkheden visueel gemaakt. De betrouwbaarheid wordt berekend door de verzamelde kwantitatieve data te koppelen aan de afzonderlijke componenten en de bijbehorende faalvormen.
Door het combineren van beide methoden ontstaat een efficiënte aanpak. De aanpak is geïnspireerd op het recursieve model van Peeters, Basten en Tinga (2017) zoals hieronder weergegeven. Het afzonderlijk toepassen van beide methodieken kost over het algemeen veel tijd en geeft een redelijk beeld over het faalgedrag van het systeem. Door beide methodieken systematisch te combineren ontstaat tijdwinst en wordt het mogelijk om de focus te leggen op de relevante faalvormen.
Bron: Reliability Engineering and System Safety 172 (2018)
Een systematische en efficiënte aanpak
Toenmalig Pragma-consultant Sigi Marell voerde de gecombineerde FMECA- en FTA-analyse uit. “Op basis van de beschikbare input is gestart met het decomponeren van het ruitenwissersysteem, in een administratieve hiërarchische objectenstructuur. Dit was de basis waarmee tijdens de faalanalyse alle relevante faalvormen geïdentificeerd zijn en op drie niveaus de kritikaliteit is vastgesteld”.
De faalanalyse begint bij het vaststellen van de meest kritieke faalvormen op systeemniveau. Deze faalvormen staan centraal om vervolgens te kijken naar de componenten. Deze componenten zijn wederom geanalyseerd, om per component te achterhalen welke faalmechanismen zorgen voor het ontstaan van de geïdentificeerde faalvormen. Naast de kwalitatieve benadering is er uit de kwantitatieve faaldata tot slot berekend wat de betrouwbaarheid van het systeem is.
Het resultaat
De gecombineerde FMECA-FTA benadering geeft een onderbouwde richting om het ruitenwissersysteem verder te optimaliseren. De geïdentificeerde faalvormen en faalmechanismen zijn vertaald naar passende maatregelen en zijn ondergebracht in het onderhoudsconcept.
“De gecombineerde aanpak levert voordelen op om focus te houden op de meest belangrijke faalvormen. In dit geval gaat het over een ruitenwissersysteem. Het voordeel wordt groter naarmate de installaties of systemen complexer worden en meerdere faalvormen van invloed zijn op het faalgedrag van het complete systeem. De gekozen methode combineert de sterktes van de twee afzonderlijke risicomethodieken. Het vormt een oplossing om binnen een beperkte tijd op een systematische wijze het faalgedrag in kaart te brengen.”
De samenwerking met Pragma
Op basis van een concrete vraag van een klant van Exalto kwam Fons Miltenburg, commercieel directeur, via internet bij Pragma terecht. “Pragma bleek de expertise in huis te hebben om ons te ondersteunen bij dit vraagstuk. Het offertetraject verliep snel. Voor Exalto was het op deze manier onderzoeken van de betrouwbaarheid en het faalgedrag een nieuwe materie. Pragma heeft ons stap voor stap meegenomen in het vraagstuk. We zijn gemotiveerd en hebben alle support gekregen die we nodig hadden om samen de analyse uit te voeren. We zijn tevreden over het resultaat. Het geeft ons de mogelijkheid om de kwaliteit van het product te verbeteren, te professionaliseren en ons hiermee te onderscheiden in de markt.”
Wij hebben nieuwe inzichten gekregen over hoe te denken over de kwaliteit en de verbeteringen van onze systeem.
Meer informatie
Pragma heeft ruime ervaring met diverse risicomanagementmethodieken. Heeft u een vraagstuk op dit gebied? Neem dan gerust contact met ons op. Wij verkennen graag met u de mogelijkheden.
