Análisis de efectos y modos de falla potencial (FMEA)
La calidad debe enfatizar la prevención y esforzarse por reducir la posibilidad de productos defectuosos durante el diseño del producto. Una herramienta importante para avanzar en la calidad es el Análisis de Modos y Efectos de Fallas Potenciales (FMEA). FMEA era originalmente un conjunto de modelos de análisis de la NASA. Es un método de resolución de problemas muy práctico. Actualmente, muchos fabricantes de automóviles y productos electrónicos en el mundo han adoptado este modelo para gestionar y monitorear los procesos de diseño y producción. De hecho, se puede aplicar a muchos campos de la ingeniería. Al implementar FMEA, se pueden descubrir las debilidades del producto antes de que se realice el diseño del producto o el proceso de producción, y los defectos del producto se pueden determinar en la etapa de prototipo o antes de la producción en masa.
Como herramienta de evaluación de riesgos, el AMEF se considera un método para identificar la gravedad de las posibles consecuencias de una falla y proporcionar información para la medición de mitigación y la mitigación de riesgos. En muchas aplicaciones, AMEF también incluye la evaluación de la posibilidad de causas de falla y sus consecuencias. Reducir la posibilidad de falla mejorará la confiabilidad del producto o proceso.
Estructura y forma de un AMEF
Los componentes de un AMEF típico incluyen:
Funciones, requisitos y capacidad de entrega del producto o procesos que deben analizarse;
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Modos de falla cuando no se cumplen los requisitos funcionales;
Consecuencias y resultados de los modos de falla;
Causas potenciales de los modos de falla;
Para todas las Medidas y controles que describen las causas del modo de falla y
Medidas para prevenir la ocurrencia del modo de falla;
El desarrollo de AMEF es una actividad transversal que afecta a todo el proceso de realización del producto. Su ejecución requiere una buena planificación para ser plenamente efectiva. Este proceso requiere un tiempo y recursos considerables para respaldarlo. El AMEF es una actividad importante en cualquier empresa y requiere el apoyo de la alta dirección.
FMEA es una parte integral de la gestión de riesgos y el apoyo a la mejora continua, por lo que FMEA es una parte clave del desarrollo de productos y procesos. AMEF incluye principalmente DFMEA de diseño y PFMEA de proceso.
DFMEA reduce los riesgos y apoya el proceso de diseño a través de los siguientes aspectos:
Ayuda a evaluar objetivamente los requisitos funcionales y las soluciones de diseño
Evaluar el diseño inicial para el ensamblaje; , requisitos de servicio y reciclaje;
Durante el proceso de diseño/desarrollo, considere posibles modos de falla y su impacto en el sistema y la operación del producto;
Para ser integral y efectivo Proporcionar más información para el planificación del diseño, desarrollo y calificación del proyecto;
Crear una lista jerárquica de posibles modos de falla según su impacto en los clientes y luego establecer un conjunto de pruebas/análisis de mejora del diseño, desarrollo y verificación. /p>
Proporcionar un formato de discusión abierto para sugerir y realizar un seguimiento de medidas de reducción de riesgos.
Proporcionar una base para futuras descripciones del servicio posventa, evaluación de cambios de diseño y desarrollo de nuevos productos. proporciona experiencia.
El DFMEA es un documento dinámico que debe comenzar antes de que se finalice el concepto de diseño. Se actualiza cuando se producen cambios o cuando se obtiene información adicional durante la etapa de desarrollo del producto, se completa antes de que se publique el diseño de producción y, en última instancia, se convierte en una fuente de experiencia para futuros rediseños.
PFMEA apoya el desarrollo de procesos de fabricación reduciendo el riesgo mediante:
Identificación y evaluación de funciones y requisitos del proceso
Identificación y evaluación de posibles patrones de fallas relacionadas con productos y procesos; consecuencias de posibles fallas en el proceso y en los clientes;
Identificar posibles causas del proceso de fabricación o ensamblaje;
Identificar áreas en los controles de proceso que se centran en reducir la ocurrencia o mejorar la detección de condiciones de falla. Variables;
Asegurar el establecimiento de un sistema de prioridades para acciones y controles correctivos/preventivos.
El PFMEA es también un documento dinámico que se inicia antes o durante la fase de estudio de viabilidad, o antes del utillaje para pura producción. Abarca desde las piezas individuales hasta el ensamblaje y todas las operaciones de fabricación, incluidos todos los procesos dentro de la fábrica que pueden afectar las operaciones de fabricación y ensamblaje, como el envío, la recepción, el transporte, el almacenamiento, la manipulación o el etiquetado de materiales. Los procesos se revisan y analizan para predecir. Resolver o monitorear posibles puntos problemáticos durante la fase de planificación de fabricación.
El análisis FMEA no solo debe considerarse como un evento único, sino como una tarea a largo plazo para mejorar el desarrollo de productos y procesos para garantizar que se puedan evaluar fallas potenciales y se puedan tomar medidas para reducir los riesgos. La clave del FMEA es obtener el conocimiento requerido del pasado y servir al presente y al futuro, aplicar PDCA para mantener y mejorar continuamente, analizar diseños de productos y procesos similares en el pasado, aplicarlos al próximo proyecto y acumularlos continuamente.
La finalización del desarrollo del AMEF no es el objetivo final. Sin un seguimiento adecuado y medidas preventivas/correctivas activas y efectivas, su valor es limitado.
El significado de dinámica es que el FMEA siempre refleja los últimos niveles y las últimas medidas, incluidas las que ocurren en la producción. Es necesario aplicar diversos medios, como registros, revisiones y planes de control, para garantizar que se implementen las medidas.
Métodos de desarrollo de AMEF
Los métodos para desarrollar AMEF incluyen:
Posible falla de producto o proceso que no cumple con las expectativas
Posibles consecuencias
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Posibles causas de los modos de fallo
Aplicación de controles existentes
Nivel de riesgo
Reducción del riesgo
Desarrollo de FMEA El proceso contiene algunos elementos diferentes:
Determinar el equipo: El desarrollo de FMEA es responsabilidad de un equipo multifuncional. Los miembros del equipo deben tener conocimiento del proceso de FMEA y también deben incluirlo. Personal de equipo profesional relevante y artesanos.
Determinar el alcance: Determinar el contenido incluido según el tipo de AMEF que se está desarrollando, es decir, sistemas, subsistemas o componentes.
Determinar clientes: Hay 4 clientes principales a considerar en el proceso AMEF: Clientes finales: personas u organizaciones que utilizan la instalación y fabricación del producto, fabricantes y regulaciones; Estos conocimientos y requisitos del cliente ayudan a definir más completamente la funcionalidad, los requisitos y las especificaciones.
Identificar funciones, requisitos y especificaciones: Identificar y comprender las funciones, requisitos y especificaciones relevantes para el alcance identificado. El propósito de esta actividad es aclarar la intención del diseño del proyecto o el propósito del proceso, lo que ayuda a identificar posibles modos de falla para cada atributo o función.
Identificar posibles modos de fallo: Una definición concisa y fácil de entender del fallo, una descripción en términos técnicos.
Identificar posibles consecuencias: Las consecuencias o efectos de una falla deben describirse en términos de lo que el cliente puede encontrar o experimentar. La identificación de posibles consecuencias incluye un análisis de las consecuencias de la falla o la gravedad de la misma. esas consecuencias.
Identificar causas potenciales: Las causas potenciales de falla deben determinarse en función de las señales de por qué ocurrió la falla y describirse en términos de situaciones corregibles o controlables. La causa subyacente de la falla puede ser una indicación de una debilidad del diseño, cuya consecuencia es un modo de falla. Se identifica detalladamente cada causa raíz del modo de falla y se verifican los planes de control y acción correspondientes.
Controles de Identificación: Los controles son actividades que previenen o detectan causas o modos de falla. Identifique qué está mal, por qué y cómo medirlo o prevenirlo al desarrollar controles y aplicarlos al diseño del producto o al proceso de fabricación.
Identificar y evaluar riesgos: Uno de los pasos más importantes en el proceso AMEF es evaluar los riesgos. Los riesgos se evalúan utilizando tres métodos: gravedad, ocurrencia y detección. La gravedad evalúa el impacto de una falla en los clientes, la tasa de ocurrencia es la frecuencia con la que puede ocurrir la causa de la falla y la detección es el grado en que se detecta la causa o el modo de falla del producto o falla de control del proceso.
Acciones y resultados recomendados: describe recomendaciones y acciones para reducir la gravedad, la ocurrencia y la detección.
Calcular el número de prioridad de riesgo RPN e implementarlo
El elemento central del FMEA es el número de prioridad de riesgo (RPN), que es la frecuencia, gravedad y nivel de detección de los eventos. los tres:
RPN = Gravedad (S) × Ocurrencia (O) × Detección (D)
RPN se utiliza para medir posibles defectos del proceso para que se puedan tomar posibles medidas preventivas. Las medidas reducen las variaciones críticas del proceso y hacen que el proceso sea más confiable. Las correcciones de procesos deben centrarse primero en aquellas áreas de mayor preocupación y riesgo. Los valores de RPN oscilan entre 1 y 1000, siendo el peor de los casos 1000 y el mejor de los casos 1.
La gravedad es una evaluación del impacto de los posibles modos de falla en el producto, siendo 10 el más grave y 1 sin impacto. La frecuencia de eventos registra la frecuencia con la que ocurre una causa y un mecanismo de falla específicos y la probabilidad de que ocurra. Si es 10, significa que es casi seguro que ocurrirá. El nivel de detección evalúa la probabilidad de que el control de proceso propuesto detecte el modo de falla y se enumera como 10, lo que indica que no se puede detectar y 1, que indica que ha pasado la detección de defectos del control de proceso actual.
La mejor manera de determinar por dónde empezar es utilizar el diagrama de Pareto de RPN, filtrar aquellos proyectos con una calificación acumulada muy por debajo del 80% y proponer soluciones y fechas de finalización para bajar una o más calificaciones. Siempre se deben considerar soluciones de rescate para algunos problemas graves, como el impacto del modo de falla con nivel de riesgo 9 o 10, la ocurrencia de eventos de modo/causa de falla y alta gravedad, alto valor de RPN, etc. Después de que todas las medidas de rescate se hayan implementado efectivamente, permita un período de estabilización antes de reevaluar el RPN.
Una vez que el equipo haya completado la identificación inicial de los modos y consecuencias de las fallas, las causas y los controles, y la clasificación de las RPN, el siguiente paso debe ser determinar si es necesario tomar medidas para reducir el riesgo. Debido a limitaciones inherentes en recursos, tiempo, tecnología y otros factores, el equipo debe elegir cómo priorizar estas medidas. El enfoque inicial del equipo debe estar en los modos de falla de mayor gravedad. Cuando el nivel de gravedad es 9 o 10, el equipo debe desarrollar controles de diseño o acciones recomendadas.
Para modos de falla con niveles de gravedad inferiores a 8, el equipo debe considerar los factores con la mayor tasa de ocurrencia o grado de detección, determinar métodos y optimizar el orden de las medidas de reducción de riesgos.
Comprensión de la implementación de PMEA
En las actividades de subcontratación, subcontratación y adquisiciones de productos, las empresas básicamente se han dado cuenta de la importancia de la selección y evaluación de proveedores. El "Informe sobre el desarrollo de las adquisiciones en China de 2014" muestra que el 59,9% de las empresas declararon que han establecido un proceso de selección de proveedores y herramientas de evaluación en la adquisición de sus productos, pero en la selección específica, todavía dependen únicamente de factores externos como las calificaciones del proveedor. Indicadores de escala y resistencia, la calidad del producto depende de la inspección del material entrante. Sólo el 24,6% de las empresas utiliza el AMEF en el diseño, pero sólo el 8,6% de las empresas requiere y completa el AMEF junto con los proveedores.
Los expertos en calidad y las empresas de clase mundial buscan y crean constantemente más herramientas de calidad para brindar soluciones a los problemas de calidad en diversos entornos. Una señal de la aplicación de la gestión de calidad total en las empresas es que varias La profundidad y amplitud. del uso de herramientas de calidad y su efectividad. Hace ya treinta años, el gurú de la calidad Deming criticó a muchas empresas por confiar en las inspecciones para controlar la calidad y seleccionar proveedores en función del precio. Sin embargo, este tipo de empresas siguen apareciendo en todas partes y la comprensión de la sociedad se limita a esto. Varios casos de calidad de proveedores que han causado enormes repercusiones en la sociedad este año pueden explicar este fenómeno cuando se reveló el retiro del mercado de automóviles de Aston Martin, cuando la gente se enteró de que las piezas de automóviles deportivos de la marca británica de automóviles de lujo provenían de una empresa pequeña desconocida en Dongguan, China. y microempresas, todos quedaron impactados. Los medios también hicieron lo mismo y preguntaron: "¿Cómo es que las piezas de los mejores autos deportivos del mundo provienen de Dongguan, China, y por qué el proveedor es una pequeña empresa desconocida?", y luego preguntaron: "¿Cómo se realiza la inspección del material entrante?".
Luego se reveló que el pollo "Husi" de McDonald's en Shanghai había caducado y que había problemas de calidad. La gente se sorprendió: "¿Las grandes empresas también están haciendo este tipo de cosas?", y pronto se olvidó del sonido persistente. culpar a los pequeños proveedores en el caso anterior todavía estaba ahí. Siempre que el producto de un proveedor tiene problemas de calidad, lo primero que se debe hacer es inspeccionar los materiales entrantes. Husi cambió la vida útil para ocultar la inspección entrante al cliente, y la pregunta es "¿Por qué la inspección de los materiales entrantes no es más estricta?"
Si rastreamos los dos casos anteriores, en la gestión de proveedores, ¿qué herramientas de calidad utilizan las empresas líderes en sus productos? ¿Se han analizado los puntos de calidad y puntos de control del proceso de producción del producto? ¿Se han realizado evaluaciones y análisis de riesgos? Innumerables casos han demostrado que es imposible "evitar la entrada de productos no calificados" basándose únicamente en la inspección del material entrante, y confiar únicamente en las calificaciones y la escala de los proveedores no es el método más seguro. "Grandes empresas" y "alta calidad" no pueden equipararse, ni incluir arbitrariamente a las pequeñas empresas en la categoría de "baja calidad".
Aunque muchas empresas están obligadas a utilizar herramientas de calidad, muchas de ellas son solo una formalidad. En particular, el uso de AMEF se limita a completar un formulario y enviarlo al cliente. que el usuario El conocimiento y la comprensión de las herramientas no son profundos y las características del producto no se comprenden en profundidad. Por otro lado, FMEA resuelve los riesgos de calidad ocultos durante el proceso de diseño, que solo pueden reflejar la inversión sin beneficios obvios. La inspección del material entrante puede proporcionar una mayor sensación de logro al detectar cuántos productos defectuosos hay. El AMEF es una actividad preventiva de calidad. La inversión en prevención se puede calcular, pero los beneficios generados no se pueden medir con los datos de los estados financieros, lo que resulta en una inversión insuficiente en el AMEF.
De hecho, tenemos muchos ejemplos excelentes de aplicación de AMEF. En la industria automotriz, se ha vuelto normal que los proveedores presenten informes FMEA. En el pasado, solo las marcas extranjeras lo hacían, pero ahora cubre toda la industria de fabricación de automóviles, especialmente toda la cadena de suministro, incluidas piezas y componentes. En otras industrias, la aplicación de FMEA es cada vez más aceptada por ingenieros y gerentes. Casi todas las principales marcas nacionales de computadoras y teléfonos móviles están utilizando FMEA, y las empresas de la industria aeroespacial y militar también "fortalecerán la inspección y controlarán estrictamente la calidad para centrarse en la prevención". , y la prevención también ha pasado del lema pasado a la aplicación de herramientas específicas. Además del FMEA, también existen algunas herramientas preventivas de calidad, como el control estadístico de procesos (SPC), el análisis de sistemas de medición (MSA), la planificación avanzada de la calidad del producto (APQP) y los procedimientos de aprobación de piezas de producción (PPAP, Production Part Approval Process). ), implementación de funciones de calidad, análisis de valor/ingeniería de valor, prevención de errores e infalibilidad, etc., la aplicación integral ha construido la construcción del sistema de prevención de calidad. Todavía queda un largo camino por recorrer antes de la popularización de diversas herramientas de calidad en las empresas y la mejora de las habilidades, pero cada vez más gerentes ven su importancia y están dispuestos a trabajar duro para lograrlo, y "Creado en China" también requiere Con el Con el apoyo de herramientas de calidad, hay razones para creer que cada vez más empresas utilizarán FMEA en el futuro, y será cada vez mejor.