FMEDA Workbench

FMEDA Workbench es una herramienta FMEDA (análisis de modos de fallo, efectos y diagnóstico) gratuita en línea. Enumeras las piezas de un dispositivo, clasificas cómo cada modo de fallo afecta a la función de seguridad, asignas diagnósticos, y la herramienta calcula el desglose de tasas de fallo (λSD, λSU, λDD, λDU), la fracción de fallos seguros (SFF), la cobertura de diagnóstico (DC) y el SIL más alto que permite la arquitectura del hardware según IEC 61508 o IEC 61511. Sirve a ingenieros y estudiantes que quieren ver de dónde salen los números de un manual de seguridad, y funciona en tu navegador sin crear una cuenta.

Cómo usarla

1. Abre los ejemplos para partir de un análisis resuelto (transmisor de presión, sensor de temperatura, relé de seguridad, fuente de alimentación, controlador de solenoide, transmisor inteligente) o de una plantilla vacía de sensor, lógica o elemento final. El análisis guiado te lleva por seis pasos: orientar, construir, clasificar, diagnosticar, interpretar y mejorar.
2. Describe el dispositivo y su aplicación: Tipo A o B, norma, ruta, tolerancia a fallos de hardware, modo de demanda, dirección de disparo y si el solucionador lógico alarma ante corrientes fuera de rango.
3. En el nivel Componente, agrega piezas de la biblioteca de componentes a la hoja de trabajo o crea las tuyas. Cada pieza trae su tasa de fallo base (FIT), su distribución de modos de fallo y la procedencia de ambas.
4. Clasifica cada modo de fallo como seguro, peligroso, de anunciación o sin efecto — o dale un efecto en la salida (fallo alto, fallo bajo, dentro de rango) y deja que decida la dirección de disparo — y asígnale una técnica de diagnóstico.
5. Lee la SFF, la DC y el límite arquitectónico.
6. El nivel Subsistema parte, en cambio, de las cifras del manual de seguridad del fabricante. Define tu función de seguridad, aplica a ella las tasas de fallo alto y fallo bajo del fabricante, agrega diagnósticos del solucionador lógico y compara el resultado con la línea base del fabricante.
7. Exporta: descarga el análisis en JSON, compártelo como enlace, imprime un informe en PDF o envía el resultado a SIF Builder como sensor, solucionador lógico o elemento final.

Método y supuestos

• La tasa de fallo de cada fila de la hoja es FIT base × distribución del modo × cantidad. La clase de la fila la reparte en seguro detectado y no detectado (SD, SU), peligroso detectado y no detectado (DD, DU), anunciación (AU) o sin efecto (NE).
• Los efectos en la salida siguen la práctica de exida para dispositivos de 4–20 mA. El fallo alto (21 mA o más) y el fallo bajo (3,6 mA o menos, NAMUR NE 43) se clasifican según la dirección de disparo: hacia el disparo es seguro; en sentido contrario es peligroso, detectado si el solucionador lógico alarma ante corrientes fuera de rango y no detectado si no lo hace. Los fallos dentro de rango son siempre peligrosos y se reparten según la DC de la fila. Sin dirección de disparo definida, esas filas requieren una clase manual.
• La DC de una fila está limitada por la calificación de su técnica en el Anexo A de IEC 61508-2 (baja 60 %, media 90 %, alta 99 %) y nunca supera el 99 %. En filas seguras, la DC solo separa SD de SU.
• SFF = (λS + λDD) / (λS + λD) y DC = λDD / λD. Los fallos sin efecto y los de anunciación quedan fuera de ambas; la anunciación se informa aparte.
• El límite arquitectónico usa la Ruta 1H de IEC 61508-2 (Tablas 2 y 3: Tipo, banda de SFF, HFT) o la Ruta 2H, y la Tabla 6 de IEC 61511-1:2016 cuando la norma es IEC 61511 (HFT mínima por SIL, según el modo de demanda). Es el SIL más alto que permite la arquitectura, no el SIL de una función de seguridad, que además necesita su PFDavg o PFH y la capacidad sistemática de cada elemento.
• En el nivel Subsistema la tasa de fallo total nunca cambia. Las tasas de fallo alto y fallo bajo se asignan según la dirección de disparo como arriba; los fallos peligrosos no detectados dentro de rango nunca pasan a seguros. Las cifras SD, SU, DD y DU publicadas se usan tal cual, con un aviso cuando el fabricante supuso la dirección de disparo contraria. Un diagnóstico del solucionador lógico convierte solo fallos peligrosos no detectados (λDD aumenta en DC_ext × λDU), y cuenta solo si se ejecuta y reacciona dentro del tiempo de seguridad del proceso. Acredita un diagnóstico por modo. Dos diagnósticos sobre un mismo modo se combinan como 1 − (1 − DC₁)(1 − DC₂) solo cuando detectan conjuntos de fallos independientes; dos comprobaciones del mismo tipo no se suman.

Notas técnicas

• Las tasas de fallo de la biblioteca son valores ilustrativos, de orden de magnitud, en condiciones de referencia de IEC 61709 (40 °C, esfuerzo cercano al 50 %), no copiados de SN 29500 ni de ningún manual. Las distribuciones de modos son criterio del autor, informado por FMD-91 en las piezas pasivas y discretas. Cada pieza de la biblioteca indica la procedencia de su tasa y de su distribución.
• Las técnicas de diagnóstico llevan su tabla y su calificación del Anexo A de IEC 61508-2.
• Las clasificaciones por defecto son indicaciones para un camino típico desenergizar-para-disparar; revisa cada una para tu circuito y tu aplicación.
• Esta es una herramienta educativa, no un sustituto del análisis formal de seguridad
• El boceto «¿Qué es un FMEDA?» (menú Aprende) usa estas cifras: de 4 a 20 mA es el rango normalizado de la señal analógica (IEC 60381-1); 3,6 mA es el nivel de fallo bajo de NAMUR NE 43; el 1 FIT de la resistencia y su reparto del 60 / 35 / 5 % entre abierta, deriva y cortocircuito son los de la resistencia de película de la biblioteca (tasa ilustrativa, distribución de modos informada por FMD-91). Un FIT es un fallo en 10⁹ horas de funcionamiento del dispositivo.

Historia

Construido como complemento de la herramienta SIF Builder. SIF Builder trabaja al nivel de la función instrumentada de seguridad; FMEDA Workbench baja un nivel más, a los modos de fallo de los componentes que hay detrás de los datos de seguridad de un dispositivo. Juntos cubren el lado del hardware de la verificación de SIL: tasas de fallo del dispositivo, límite arquitectónico y PFDavg de una función de seguridad. La capacidad sistemática, el software y el resto del ciclo de vida de seguridad quedan fuera de ambas herramientas.

Preguntas

¿Puedo usar los resultados para una certificación? No. Un FMEDA real depende del circuito concreto, del esfuerzo y del entorno, y lo revisan evaluadores. Usa los resultados como apoyo para aprender.

¿Exige IEC 61508 un FMEDA certificado? No. IEC 61508-2 exige determinar la SFF y la DC de cada elemento, normalmente con un FMEDA, y una evaluación de la seguridad funcional. La certificación por terceros es práctica habitual, e IEC 61511 también acepta dispositivos seleccionados por uso previo.

¿Se guarda mi análisis en algún lugar? Tu análisis actual y los componentes que envías a SIF Builder quedan en tu navegador, en este dispositivo. Un enlace compartido lleva el análisis dentro del propio enlace.