EMRE ÖZEN,
Doç. Dr. ÅžEBNEM HELVACIOÄžLU,
Doç. Dr. AYHAN MENTEÅž
Ä°TÜ Gemi Ä°nÅŸaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi

Birçok sanayi sektöründe, sistemlerin potansiyel hata türlerini analiz ederek, hataları olasılıklarına ve benzerliklerine göre sınıflandırmak için Hata Türü ve Etkileri Analizi (FMEA) yöntemi kullanılır. Bir sistemde (veya üründe) hatalara ve kayıplara sebep olan tasarım risklerini yönetmek ve azaltmak için de Tasarım Hata Türü ve Etkileri Analizi (DFMEA) yöntemi tercih edilir.

Bu çalışmada DFMEA, yat inÅŸasında potansiyel risk taşıyan yangın, yakıt ve sintine sistemleri tasarımlarına uygulanmıştır. Tüm yat sistemleri arasında bu sistemlerin risk tayininin yapılması, sektörde deneyimli bir uzman grubu ile yapılan görüÅŸmeler sonunda ortak görüÅŸ olarak belirlenmiÅŸtir. Bir yatın tasarım aÅŸamasında DFMEA’i uygulamak, sistemde minimum kaynak ve güç kullanımı ile olası hataları gidererek zaman ve maliyeti düÅŸürmeye yardımcı olacaktır.

1. GÄ°RÄ°Åž
Sistem tasarımı mühendislik disiplinlerinde çok önemli bir yere sahiptir. Mühendislik sistemleri, kavram tasarımından baÅŸlayarak üretim sürecine kadar pek çok karmaşık durum ve faktörlere sahip olabilmektedir. Önceden yapılan çalışmalardan ve tecrübelerden faydalanılarak oluÅŸturulan modellerin kullanımı, tasarlanacak sistemler hakkında ön bilgi verir. Problemlerin çözümünde olası faktörlerin dikkate alınarak amaç/risk tabanlı mühendislik tasarımlarının geliÅŸtirilmesi; daha az kaynak, zaman ve maliyet faydası yanında daha güvenilir tasarımlara öncülük edecektir. 

Risk, hata yapma olasılığının bir sonucu olarak tanımlanabilir veya bahsedilen hatanın sonucunun büyüklüÄŸü ile ölçülebilir. MühendisliÄŸin konusu beklentileri karşılamak için tasarım, inÅŸa ve üretim yapmak olarak tanımlansa da, bütçe, planlama, teknolojik yenilikler ve risk kavramını da göz önünde bulundurmak çok önemli bir hale gelmiÅŸtir. (Mierzwicki, 2003).

Risk nitelik ve nicelik olarak ölçülebilir ve tanımlanabilir. Nitelik olarak Wang ve Roush (2000) riski proje çıktılarının tahmin edilen deÄŸerden sapması olarak tanımlarlar. Modarres (1992) riski “tehlikeye karşı korunaksız bir durumun sonucu olan potansiyel kayıp ya da sakatlık” olarak tanımlar. Açık bir tehlike kaynağı olduÄŸunda ve bu tehlikeye karşı hiçbir önlem olmadığında, kayıp ya da sakatlık olasılığı vardır ve bu da “risk” olarak adlandırılır. Modarres, “Karmaşık mühendislik sistemlerinde, sıkça görülen tehlikelere karşı önlem alınır ve ne kadar yüksek seviye güvenlik tedbiri alınırsa o kadar düÅŸük risk anlamına gelir” diyerek risk ve sistem güvenliÄŸi arasındaki baÄŸlantının altını çizmiÅŸtir. Riskin bu ve benzeri birçok açıklaması vardır. Ancak risk nasıl tanımlanırsa tanımlansın, deÄŸiÅŸmeyen bir gerçek vardır; “Projeler karmaşık hale geldikçe, risk artar” (Mirerzwicki, 2003).

Risk mühendisliÄŸi, sistemin karmaşıklığını ve mühendislik dinamiklerini anlamayı içerir. Wang ve Roush (2000)’a göre, risk hatayı anlamak, mühendislik konusunda baÅŸarılı olmak için çok kritik bir noktadır. Her hata, sebebinin mantıklı bir sonucudur. Her ÅŸeye raÄŸmen sebebi bulmak zor olabilir. Mühendisler hatanın kök sebebini bulmalıdırlar ve bu anlayış mühendislik baÅŸarısına giden yolu garanti edecektir. Risk kavramını tanımlamak, mühendislik tasarımının limitlerini iyi anlamayı gerektirir. Her mühendislik tasarımının limitleri ve kırılma noktaları vardır. Mümkün olabilecek tüm hata mekanizmalarını öngörebilmek, saÄŸlıklı bir mühendislik tasarımının daha da geliÅŸerek tüm potansiyel risklerin en aza indirilmesine olanak saÄŸlar (MenteÅŸ, 2010). Risk analiz yöntemleri; nicel ve nitel yöntemler olmak üzere ikiye ayrılır. Nicel risk analiz yöntemi, matematiksel bir model kurmak için her kayıp bileÅŸenin bilinen ve varsayılan karakteristiklerini kullanır. Nicel risk analizi, risk hesaplarında sayısal yöntemlere baÅŸvurur. Nicel risk analizinde tehdidin olma ihtimali, tehdidin etkisi gibi deÄŸerlere sayısal deÄŸerler verilir ve bu deÄŸerler matematik ve mantık metotları ile iÅŸlenip risk deÄŸeri bulunur. Nicel risk deÄŸeri, tehdidin olma ihtimali ve tehdidin etkisi çarpılarak hesaplanır. Nitel risk analizi, olası risk faktörlerini belirlemek ve olası risk faktörlerinin sonuçlarını veya sıklıklarını azaltmak, uygun tedbirleri saptamak için kullanılır. Nitel risk analizinde, risk deÄŸerini hesaplarken ve/veya ifade ederken sayısal deÄŸerler yerine yüksek, çok yüksek gibi tanımlayıcı sözel deÄŸerler kullanılır. Risk analizi yöntemleri risk analizi sürecinin matematik iÅŸlemler ve yorumlarının yapıldığı çekirdek kısmını oluÅŸturur.

Sistem tasarımı aÅŸamasında da nicel, nitel ve yarı nicel/nitel pek çok risk tayin yöntemi kullanılmaktadır. Bunlardan FMEA tekniÄŸi, otomotiv sektörü baÅŸta olmak üzere birçok sanayi kolunda üretim ve tasarım süreçlerinde çok sık kullanılan ve karşılaşılan bir risk analiz yöntemidir. FMEA tekniÄŸi; kavram, üretim ve tasarım FMEA ÅŸeklinde farklı süreçlerde baÅŸarıyla kullanılmaktadır. Ürünlerin (veya sistemlerin) tasarım aÅŸamasında kullanılan Tasarım Hata Türü ve Etkileri Analizi (DFMEA) riskleri önceden tahmin ederek hataları önlemeye yönelik bir analiz tekniÄŸidir. Hatanın ortaya çıkması ile doÄŸacak problemin, müÅŸteri bakış açısıyla algılanması prensibine dayanır. Hatanın yaratabileceÄŸi olası etkiler sayısal olarak deÄŸerlendirilir ve belirlenen deÄŸerlere ve müÅŸteri beklentilerine göre yüksek olarak öngörülen risk unsurlarına karşı önleyici uygulamalar devreye sokulur. Hataları üretim ya da müÅŸteri seviyesine gitmeden önce önlemeyi ve dolayısıyla müÅŸteri memnuniyetini arttırmayı hedefler.

FMEA birçok mühendislik alanında etkin bir ÅŸekilde uygulanmıştır. Açık deniz yapıları da bu uygulamaların en çok görüldüÄŸü alanlardandır. Wall ve diÄŸ. (2002) FMEA yönteminin yüzen yapılarda, yükleme ve boÅŸaltma teknelerinde ve diÄŸer yüzen depolama ünitelerinde nasıl kullanıldığını açıklamıştır. Pillay and Wang (2003) bir deniz vinci çekme sistemi için FMEA uygulaması örneÄŸi vermiÅŸlerdir. Wang ve Trbojevic (2007) deniz ve açık deniz sistemlerinin güvenlik tasarımını netleÅŸtirme sırasında ilgili sistemler için FMEA uygulamaları yapmıştır. Vinnem (2007), FMEA yöntemini kalitatif bir risk analiz yöntemi olarak kabul ettikten sonra geçmiÅŸ deneyimlerden çıkarımlar yapabilmek adına bir çok uzak deniz kazası için yöntemi uygulamıştır.

Birçok sektörde baÅŸarı ile uygulanan FMEA yönteminin yat tasarımında kullanımı çok seyrek görülmektedir. Bu çalışma bu anlamda ilklerden biridir. Bu çalışma kapsamında gemi ve yat sörveyörlerinden oluÅŸan bir uzman grubu oluÅŸturulmuÅŸtur. Uzman grubunun ortak görüÅŸü olarak yatlarda en yüksek risk potansiyeli; yakıt, yangın ve sintine sistemleri olarak belirlenmiÅŸtir. Bu sistemler, DFMEA yöntemi kullanılarak risk analizine tabi tutulmuÅŸtur. Sektörde tecrübe sahibi uzmanların görüÅŸlerinden faydalanarak yat sistemlerinin tasarım aÅŸamalarında olası hatalarını öngörüp, uygulama sırasında oluÅŸabilecek etkilerinin tespiti, yat sistemlerinin üretim öncesi risklerinin azaltılması ve saÄŸlayacağı daha az kaynak/maliyet/zaman katkılar nedeniyle önemlidir.

2. TASARIM HATA MODU VE ETKÄ°LERÄ° ANALÄ°ZÄ°
Hata türleri ve etkileri analizi (FMEA), günümüzde endüstride tasarımların baÅŸlangıç aÅŸamalarında güvenlik deÄŸerlendirmesi yapmak için çok sık kullanılan bir yöntemdir. FMEA tarihi 1950’lerin başında yöntemin uçuÅŸ kontrol sistemlerinin tasarım ve geliÅŸtirilmesinde kullanılmasıyla baÅŸlamıştır. Tasarımdaki deÄŸiÅŸikliklerin tanımlanması ihtiyacını karşılayan bir parametre olmuÅŸtur. Tüm bunların ötesinde yöntem, alt sistemlerin ve bu alt sistemlere ait tüm parçaların potansiyel hata modlarını içeren bir liste ihtiyacı doÄŸurmuÅŸtur. FMEA tekniÄŸinin uygulanması için aÅŸağıdaki adımlar uygulanır:

• Sistemin tanımlanması.
• Temel kuralların belirlenmesi.
• Söz konusu sistemlerin tanımlanması.
• Alt sistemlerin tanımlanması.
• Hata türleri ve etkilerinin tanımlanması.
• Kritik adımların listelenmesi.
• Sonuçların derlenmesi.

2.1. DFMEA Kullanım Amacı
DFMEA aÅŸağıdaki maddeleri hedefleyen, sistemli bir grup aktivite olarak tanımlanabilir. 

• Bir ürünün ya da tasarımın potansiyel hatasını ve bunun etkilerini teÅŸhis etmek ve deÄŸerlendirmek (Ford FMEA, 2011).
• Söz konusu potansiyel hatanın oluÅŸmasını önleyecek ya da oluÅŸma ÅŸansını azaltacak aksiyonlar belirlemek, bu iÅŸlemi dokümante etmek ki bu da müÅŸterinin isteklerini karşılayabilecek bir tasarım yapma konusunda tamamlayıcı bir faktör olacaktır (Ford FMEA, 2011).

DFMEA metodunun bu çalışmadaki amacı ise, yat tasarım sürecinde tasarlanan sistemlerin çalışması sırasında çıkabilecek problemlerin ve etkilerinin öngörülmesi ve bu etkilerin azaltılması ya da tamamen önlenebilmesinin saÄŸlanmasıdır.

2.2. DFMEA Metodolojisi
DFMEA genel olarak, bir ürün ya da tasarımdan sorumlu tasarım mühendisi ve ekibi tarafından, mümkün sınırlar içinde, potansiyel hata türlerini ve ilgili hata türlerinin nedenlerini ve iÅŸleyiÅŸlerini belirleyebilmek ve tanımlayabilmek için kullanılan analitik bir tekniktir. Ä°lk aÅŸamasından itibaren tüm ilgili sistemler boyunca alt sistemler ve bileÅŸenler de dahil olmak üzere çok iyi incelenmelidir.

En kısa tanımlamayla FMEA bir mühendisin ya da ekibin, sistem ya da ürünü tasarlanmış gibi düÅŸünerek ve bunu simule ederek oluÅŸturduÄŸu bir senaryonun özetidir. Bu sistematik yaklaşım mühendisin herhangi bir tasarımın hayata geçmesi durumundaki bilimsel ve teknik aÅŸamaları simüle eder, tasarımı yapacak bir sonraki mühendis ya da ekip için bunları dökümante eder. 

DFMEA yönteminde aÅŸağıdaki maddeler uygulanır bu sayede hata riski azaltılır ve tasarım sürecini desteklenir (Ford FMEA, 2011).

• Tasarım gereksinimlerinin ve alternatiflerinin objektif olarak deÄŸerlendirilmesini saÄŸlar.
• BaÅŸlangıç tasarımına üretim gereksinimlerinin belirlenmesi için yardımcı olur.
• Sistemlerin ve bileÅŸen operasyonlarının tasarım ve geliÅŸtirilmesinde potansiyel hata türleri ve bunların etkilerinin göz önünde bulundurulmasını saÄŸlar.
• Yapılan tasarım sonrasında, bu tasarımı izleyen tasarımların, testlerin ve geliÅŸtirme programlarının planlanmasına yardımcı olabilecek bilgiler saÄŸlar.
• Tasarlanan sistemin son kullanıcıya “müÅŸteriye” etkilerine göre sıralanan bir potansiyel hata modları listesi oluÅŸturur. Bu da sistem tasarımının iyileÅŸtirilmesi ve geliÅŸtirilmesi için, en az kurulumu tamamlanmış sisteme uygulanacak geliÅŸtirme ve onay testlerinin ya da analizlerinin sonuçları kadar güvenilir bir sistem oluÅŸturur.
• Tavsiye edilebilir ve kayıt tutulabilir bir açık konular listesi formatı saÄŸlar.
• Gelecekte yaÅŸanabilecek sorunların analizine, tasarım deÄŸiÅŸikliklerinin deÄŸerlendirilmesine ve üst düzey tasarımların geliÅŸtirilmesine yardımcı bir referans görevi görür.

2.3. DFMEA Uygulaması
Üreticilerin ürünlerini, sürekli olarak geliÅŸtirmeye duydukları baÄŸlılıktan dolayı, DFMEA tekniÄŸini, potansiyel endiÅŸeleri saptamak ve elimine etmek üzere bir kontrol-denetim tekniÄŸi olarak kullanma ihtiyacı her zamanki kadar yüksektir. Konuyla ilgili örnek çalışmalar göstermiÅŸtir ki, DFMEA uygulamalar risk unsuru olarak tanımlanabilecek durumların tehlikeli sonuçlarını önlemede baÅŸarılı olmuÅŸtur.

DFMEA hazırlama sorumluluÄŸunun tek bir kiÅŸiye verilmesi gerekse de, DFMEA girmede baÅŸarılı olmuÅŸtur. DFMEA hazırlama sorumluluÄŸunun tek bir kiÅŸiye verilmesi gerekse de, DFMEA girdileri bir takım çalışmasıyla belirlenmelidir. Bahsi geçen takım, konuyla ilgili bilgi sahibi olan bireylerden oluÅŸmalıdır. Bu kiÅŸiler tasarım, üretim, montaj, servis ve kalite ve güvenilirlik konusunda uzman mühendisler olmalıdırlar.

Makalenin devamını e-dergi üzerinden okumak için lütfen tıklayınız.