Analisi RAMS per estinguente aerosol FirePro System
Il FirePro System è un estinguente aerosol costituito essenzialmente da carbonato di potassio, in grado di sostituire con maggiore efficienza gli HCFC nella lotta contro gli incendi.
Il FirePro System estingue il fuoco mediante due azioni:
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azione fisica tramite sottrazione dell’energia dall’ambiente di combustione;
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azione chimica interferendo con la reazione della combustione (rendendo i radicali liberi OH¯ non più disponibili per alimentare la combustione).
Committente finale: Fir.Ex. S.r.l.
Descrizione: Z Lab ha prodotto la documentazione RAMS in accordo alla CEI IEC 61508 al fine di individuare i parametri di Diagnostic Coverage (DC) e Safe Failure Fraction (SFF).
La RAMS è una caratteristica d'esercizio a lungo termine di un sistema e viene ottenuta con l'applicazione di dati, concetti, metodi, tecniche e strumenti d'ingegneria durante tutto il ciclo di vita del sistema. Può essere definita come un indicatore qualitativo e quantitativo del grado con il quale il sistema, o i sottosistemi e i componenti del sistema, può contare sulla funzione come specificata ed essere disponibile. RAMS è l’ acronimo anglosassone di Affidabilità (Reliability), Disponibilità (Availability), Manutenibilità (Maintainability) e Sicurezza (Safety).
L’Affidabilità rappresenta la probabilità che un elemento possa eseguire una funzione richiesta in determinate condizioni e per un dato intervallo di tempo n (t1 –t2).
La Disponibilità è la capacità di un prodotto di essere in grado di eseguire una funzione richiesta in determinate condizioni e in un dato istante di tempo, o in un determinato intervallo di tempo, supponendo che siano fornite le risorse esterne necessarie.
La Manutenibilità è intesa come la probabilità che una data azione di manutenzione attiva per un elemento, in determinate condizioni d'uso, possa essere eseguita entro un intervallo di tempo stabilito considerando la manutenzione eseguita in determinate condizioni attraverso procedure e risorse.
La Sicurezza rappresenta invece l’eliminazione del rischio di danni inaccettabili.
La tecnica dell’ Hazard Analysis (HA) è uno strumento di sicurezza (Safety delle analisi RAMS) .Questo processo utilizza le informazioni di progettazione per stimolare l’identificazione del pericolo e il suo fattore causale, gli effetti, la valutazione dei rischi e le misure di mitigazione. Il punto di partenza per l’ Hazard Analysis è la lista dei rischi preliminare (PHL), successivamente arricchita da una lista degli incidenti indesiderati. Gli ingressi di base per l'HA includono:
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lo schema funzionale del sistema,
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il diagramma a blocchi di affidabilità,
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la lista dei componenti del sistema,
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tutto ciò che permette di capire il funzionamento del sistema,
La valutazione del rischio è il risultato di una matrice che mette in relazione frequenza e severità. L’ analisi del rischio viene condotta in relazione alla gravità del pericolo considerato, la probabilità di accadimento dello stesso e il profilo di missione del sistema. La normativa utilizzata è stata la MIL-STD-882.
La predizione di affidabilità è un metodo utilizzato per calcolare il tasso di guasto costante durante la vita utile del prodotto sotto analisi, al fine di valutare, determinare e migliorare le misure di affidabilità di un elemento. Per la stima del parametro di MTBF per uno dei componenti principali del sistema, sono stati utilizzati i risultati ottenuti dalla prova di invecchiamento accelerato. Per i componenti meccanici il tasso di guasto è stato derivato da un’analisi di predizione, attraverso l’utilizzo del database NPRD-2011.
L’analisi FMECA è uno strumento utilizzato per esaminare tutti i possibili guasti, le loro conseguenze e le criticità dei componenti o delle funzioni relative all'impianto considerato. È concepita al fine di migliorare e verificare l’affidabilità dei sistemi in genere complessi. Essa è composta da due analisi separate che sono rispettivamente la FMEA (Failure modes and Effects Analysis) e la CA (Criticality Analysis). Esistono due diversi approcci all’analisi FMECA:
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approccio funzionale: è eseguito sulle funzioni. Questo approccio di concentra sui modi con cui gli obiettivi funzionali non vengano soddisfatti .
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approccio strutturale: . è eseguito sui componenti HW del sistema. Questo approccio tende a fornire un maggiore dettaglio circa i modi di guasto e gli effetti sul sistema a livello componente. I modi di guasto dei componenti sono descritti nella normativa FMD-97.
Inoltre, per fornire una valutazione qualitativa delle potenziali conseguenze si attribuisce il livello di criticità dei modi di guasto in base al loro effetto sulla regolarità e/o "comfort" di servizio e sulla sicurezza; Valutando tali risultati si è quindi in grado di suggerire le eventuali azioni compensative riguardanti il modo di guasto in esame. L’analisi FMECA, quindi, consente di individuare guasti dei componenti che risultano essere critici in termini di affidabilità e/o sicurezza, in relazione ad un determinato profilo di missione. Inoltre risulta essere alla base di scelte progettuali tendenti ad eliminare un guasto critico o per lo meno, a ridurne la criticità (attraverso azioni correttive). Le normative utilizzate sono state la IEC 60812 e la MIL-STD-1629A.
Tramite l’analisi FMECA sono stati valutati i seguenti parametri:
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Diagnostic Coverage (DC);
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Safe Failure Fraction (SFF).
Questi due parametri mettono in relazione:
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Il tasso di guasto pericoloso detettato;
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Il tasso di guasto pericoloso totale del sistema;
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Il tasso di guasto sicuro;
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Il tasso di guasto pericoloso non detettato.
Il Diagnostic Coverage (DC) rappresenta la percentuale di guasti pericolosi detettati. Viene calcolata utilizzando i tassi di guasto pericolosi associati ai guasti pericolosi rilevati e divisi per la percentuale totale dei guasti pericolosi.
La Safe Failure Fraction (SFF) è una proprietà di un elemento Safety-related definito dal rapporto tra i tassi di guasto sicuri e detettati, e la somma di tutti i tassi di guasto.
L’Analisi dell’albero dei guasti (FTA) è usato principalmente per modellare le interrelazioni logiche tra gli eventi che combinandosi danno origine ad una situazione pericolosa. Lo scopo dell’FTA è quello di determinare le combinazioni dei guasti o modi di guasto sulle apparecchiature che possono provocare guasti a livello di sistema o situazioni di pericolo indesiderate.
FTA prevede la preparazione di un diagramma logico che traccia una serie di eventi che contribuiscono, attraverso un evento indesiderabile (evento superiore), alla realizzazione di un pericolo (un evento pericoloso). Nel contesto di un pericolo che si può verificare, tutti gli eventi che ne contribuiscono devono essere considerati come cause, sia da soli che in combinazione con altre cause.
L’FTA è una tecnica di analisi che integra l’Hazard Analysis e la FMECA in quanto forniscono informazioni sulle combinazioni di eventi, errori e fallimenti, che possono portare a eventi indesiderati.
L’analisi procede determinando come l'evento TOP può essere causato da errori di livello inferiore singoli, da errori di livello inferiore associati o da eventi.
La quantificazione e la valutazione numerica genera tre misure di base per il processo decisionale relativo alla accettabilità del rischio e le misure di prevenzione necessarie:
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La probabilità di accadimento dell'evento indesiderato;
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La probabilità e l’importanza degli eventi di guasto (cut set – percorso minimo) che causa l'evento indesiderato;
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L’importanza del rischio o l'importanza dei componenti.
L’Analisi dell'albero dei guasti è una metodologia strutturata che richiede l'applicazione di alcune regole dell'algebra booleana, la logica e la teoria della probabilità.
Il FT di per sè è uno schema logico di tutti gli eventi (modi di guasto, errore umano e condizioni normali) che possono causare il verificarsi dell'evento indesiderato superiore.
Quando il FT è completo, vengono determinati i Cut Set Critici (CSS) e le probabilità di fallimento. I Cut Set sono le combinazione dei guasti che possono causare il verificarsi dell’evento TOP. Il FT fornisce le informazioni necessarie a supporto delle decisioni di gestione del rischio. La normativa utilizzata è stata la CEI EN 61025.