Implementering av FMECA i utvikling av små satelitter

Abstract

Denne bacheloroppgaven ble startet som et initiativ fra Evelyn-Honorè Livermore, leder av HYPSO prosjektet ved NTNU i Trondheim. HYPSO-teamet utvikler en hyperspektral avbildingssatellitt, med hovedformål om å kartlegge algevekst i de norske havområdene. Satellitten inneholder komplekse undersystemer, som benytter høyteknologiske løsninger på tvers av flere fagfelt. Selv små feil under drift kan få store konsekvenser for om oppdraget blir vellykket eller ikke. Å reparere enkelte typer feil i verdensrommet er tilnærmet umulig. For å oppnå bedre risikostyring ble en bachelorgruppe fra maskiningeniør engasjert for å implementere og fasilitere FMECA. Hensikten med engasjementet var å fremheve og motvirke risiko i satellitt prosjektet. Oppgaven var å gjennomføre en FMECA på kritiske komponenter i satellitt-systemet, samt skreddersy en standardisert fremgangsmåte for å implementere dette på senere satellitter i prosjektet.

Ståstedsanalysen avdekket mangelfull og udokumentert risikostyring. Som en følge av dette gjennomførte gruppen en omfattende funksjonsbasert FMECA, med målsetning om å kvalitetssikre allerede gjennomført arbeid og opprette dokumentasjon. Som forventet så var de fleste feilmodene allerede kjent. Likevel ble noen nye feilmoder funnet, og noen allerede kjente men undervurderte feilmoder ble revurdert. Gruppen gjennomførte også en FMECA basert på mekaniske og optiske komponenter. Denne FMECAen viste blant annet at det ytre objektivet på det hyperspektrale kameraet var kritisk. Arbeidet til bachelorgruppen viser FMECA sin nytteverdi som et risikostyringsverktøy.

Gjennomføringen av de to FMECAene sørget for verdifulle tilbakemeldinger til HYPSO-teamet. Mer enn 20 kritiske feilmoder har blitt fremhevet, og oppdragskrav redefineres på bakgrunn av analysen.

This bachelor project was started from an initiative from Evelyn Honore-Livermore,project leader of the HYPSO project. The HYPSO team plans to develop a HyperSpectral Imager satellite with the main purpose of mapping algae growth in theNorwegian ocean territories. The satellite contains complex subsystems, utilizinghigh tech solutions in several different fields of technology. Even small failures duringoperation can have severe consequences for mission success. Repairing breakdownsin space is easier said than done. In order to achieve better risk management, abachelor group from mechanical engineering was engaged to facilitate and implementFMECA as a measure to highlight and mitigate risk. The task was to conductFMECA on critical parts of the satellite and tailor a standardized approach forupcoming HYPSO satellites.The situational analysis revealed a lack of organized and documented risk man-agement. Because of this, the bachelor group performed a function FMECA withthe purpose of quality checking the initial work, creating documentation to avoid apotential backlash. As expected, most failure modes were already considered. How-ever, some new failure modes were discovered, and some failure modes turned out tohave been underestimated initially. The bachelor group also conducted a HardwareFMECA on the mechanical parts of the satellite. The second FMECA showed thatthe outer objective and lens are some of the most critical components to missionsuccess. This project showed the benefits of FMECA as a risk management tool.After two FMECAs, valuable feedback has been provided and more controlgained. This thesis has highlighted more than 30 critical failure modes and mis-i sion requirements are being modified based on the work of this thesis.