FMEA Explained: O que é e como implementá-lo?

FMEA é uma ferramenta analítica utilizada na fase de projeto para ajudar a mitigar riscos e falhas durante os processos. Abaixo discutiremos os principais tipos de FMEA e como implementá-lo em seus processos de manutenção.

FMEA: What Is It?

Failure mode and effects analysis (FMEA) é um processo passo a passo para antecipar coisas que poderiam dar errado durante a fase de projeto, identificando todas as possíveis falhas nos processos de projeto, fabricação e montagem. Em outras palavras, é uma abordagem estruturada para descobrir formas em que um processo pode falhar (falhas) e como essas falhas levam ao desperdício, defeitos ou resultados perigosos (efeitos). Como parte do processo de análise da causa raiz, o FMEA ajuda a minimizar e limitar essas falhas.

• Modos de falha: as formas em que algo pode falhar. As falhas referem-se a quaisquer erros ou defeitos em um processo ou produto que afetem o cliente ou o resultado geral. Estes erros podem ser potenciais ou reais.
• Análise de efeitos: é o processo de estudar as consequências das falhas descobertas.

FMEA é decomposto em duas categorias bastante amplas: FMEA de desenho e FMEA de processo. Cada uma destas categorias aborda falhas em dois cenários diferentes.

Design FMEA

Como o nome implica, Design FMEA analisa os riscos potenciais em um design novo ou alterado de um produto ou serviço. O Design FMEA atribui classificações de gravidade ou perigo às funções de design, modos de falha e os efeitos que essas falhas podem ter sobre o cliente. Uma vez identificados os modos de falha e as classificações de gravidade, as causas das falhas são procuradas e identificadas para ajudar nas programações de manutenção preventiva. Por exemplo, a classificação de ocorrências no processo Design FMEA (que discutiremos mais tarde) ajuda a determinar as causas de alta probabilidade, iniciando ações para evitar a ocorrência de falhas. Então, quando você deve usar o Design FMEA?

• Quando há um novo design com novos processos ou novo conteúdo
• Quando um design atual foi modificado, o que também poderia incluir mudanças de falhas passadas
• Quando um design atual está sendo usado em um novo ambiente (sem mudança no design físico)

Design FMEA é ótimo para identificar riscos em um programa o mais cedo possível e mitigar falhas da forma mais pró-ativa possível.

Process FMEA

Process FMEA analisa potenciais falhas com impacto na qualidade do produto, diminuição da confiabilidade do processo, insatisfação do cliente, segurança e riscos ambientais devido a erro humano, materiais e máquinas usadas, fatores ambientais e muito mais. Uma vez identificadas as potenciais falhas, as classificações de gravidade são atribuídas a cada uma delas. O processo FMEA disseca todas as etapas de um processo atual e as analisa individualmente para identificar riscos e possíveis erros. Usar FMEA de Processo quando:

• Nova tecnologia ou processos estão sendo introduzidos
• Seu processo atual foi modificado devido a processos atualizados ou melhoria contínua
• Seu processo atual está sendo usado em um novo ambiente ou local (nenhuma mudança física feita no próprio processo)

Identificar riscos de novas tecnologias e processos ajuda a prevenir proativamente falhas através de programação de manutenção preventiva.

Quando usar FMEA

Existem várias instâncias ou circunstâncias quando realizar FMEA é uma boa idéia para garantir que o risco seja mitigado e sua operação esteja funcionando sem problemas, com segurança e na capacidade máxima. A maioria das pessoas usa FMEA de Projeto e Processo quando:

• Um processo, produto ou serviço é novo e está sendo projetado, ou um produto ou serviço antigo está sendo redesenhado
• Um processo atual está sendo usado de uma nova maneira
• Você está se preparando para desenvolver planos de controle para um processo novo ou modificado
• Você está prestes a implementar metas de melhoria para um processo existente, produto ou serviço
• Você está olhando para falhas de um processo, produto ou serviço existente

É também uma boa idéia fazer FMEA periodicamente ao longo da vida do processo. Examinar consistentemente a qualidade e confiabilidade assegura que os processos sejam melhorados, dando-lhe resultados ótimos.

Critérios de Análise FMEA

Agora que você saiba o que é FMEA, vamos dar uma olhada em três critérios usados para analisar os modos de falhas potenciais. FMEA usa três critérios para procurar por potenciais problemas: gravidade, ocorrência e detecção.

1. Severidade: A classificação da gravidade ajuda a determinar e classificar o que é mais importante para a sua operação. Coisas como normas de segurança, ambiente, legais, consistência de produção, desperdício e até mesmo reputação danificada podem ser consideradas. Ao avaliar a gravidade, sua equipe classifica a gravidade de uma falha em uma escala de 1 a 10, sendo 1 “baixo impacto” e 10 “alto impacto”. O impacto abrange risco para o cliente e/ou o processo de fabricação.
2. Ocorrência: O ranking de ocorrência mostra a probabilidade de uma falha ocorrer durante a vida útil do processo, produto ou serviço. Sua equipe classifica a probabilidade de ocorrência em uma escala de 1 a 10, sendo que 1 é “não provável que ocorra” e 10 é “inevitável”.
3. Detecção: Qual é a probabilidade de detectar um problema antes que ele ocorra? O ranking de detecção ajuda a quantificar a probabilidade de uma falha ser detectada cedo e as medidas tomadas para evitar que ela ocorra em conjunto. A sua equipa determina o ranking de detecção numa escala de 1 a 10, sendo 1 “muito provável de ser detectado” e 10 “não provável de ser detectado”

Estes critérios (e os seus números de ranking) compõem a equação para calcular um número de prioridade de risco (RPN) para cada modo de falha. O cálculo do RPN tem este aspecto:

Vejamos um exemplo simples para ver como calcular o RPN. Realizámos FMEA para uma nova máquina de café expresso para a nossa cafetaria. A direcção e o pessoal determinaram que se a máquina de café expresso falhasse, teria um grande impacto nos negócios ao não produzir café, o que levaria à perda de vendas, de clientes zangados e eventualmente à perda de negócios desses clientes zangados.

Distribuem à máquina de café expresso uma classificação de severidade de 10. A equipe decide que a freqüência em que uma falha poderia ocorrer na máquina de café expresso é bastante baixa, por isso classificou o fator de ocorrência como 4. Finalmente, a equipe determina, limpando e mantendo a máquina de café expresso adequadamente todos os dias e ouvindo ruídos anormais ou monitorando a produção de qualidade, eles podem detectar uma possível falha com bastante facilidade. Eles classificam a parte de detecção da equação como um 2. Isto dá um RPN de 80 (10 (s) x 4 (o) x 2 (d) = 80).

Na maioria dos casos, a gravidade não pode ser reduzida, portanto concentre-se em diminuir a ocorrência e aumentar a detecção. Pode ser tentador concentrar-se apenas em pontuações RPN altas, mas certifique-se de que você aborda qualquer coisa com uma pontuação de severidade alta, independentemente da pontuação RPN total. Por exemplo, você poderia ter uma equação como esta:

10 (s) x 2 (o) x 2 (d) = 40

Even embora o RPN geral seja bastante baixo, a severidade está no máximo e deve ser avaliada.

FMEA Processo

O processo FMEA é conduzido passo a passo porque cada passo se baseia no anterior enquanto você trabalha através do processo de análise. A FMEA é feita em sete passos, cada um cuidadosamente desenhado para tornar a análise rápida e eficaz.

Passo 1: Montagem da Equipe FMEA e Revisão do Processo

FMEA é um esforço de equipe, e uma abordagem de equipe é vital para o seu sucesso. Sua equipe FMEA deve ser liderada por um engenheiro de fabricação responsável ou por um técnico líder. Os membros da equipe podem incluir engenheiros de projeto e de processo, fornecedores de materiais e até mesmo clientes. Uma vez montada a sua equipa, é altura de fazer algum trabalho prévio – isto é, recolher e criar documentos chave, tais como informação sobre falhas passadas e documentos de preparação. Os documentos de preparação devem incluir:

• Informações sobre falhas passadas: Isto pode ser de experiências FMEA passadas ou incidentes pontuais.
• Diagramas de limite (úteis para FMEA de Design): Um diagrama de limites é uma representação gráfica das relações entre subsistemas, montagens e componentes, assim como a forma como eles funcionam com outros sistemas e ambientes.
• Diagrama de Parâmetros (útil para FMEA de Projeto): Um diagrama de parâmetros é definido como tomando a entrada de um sistema/cliente e relacionando essas entradas com as saídas desejadas de um projeto que o engenheiro está criando, tudo considerando influências não controláveis ou externas, de acordo com J.M. Juran em seu livro Quality Planning and Analysis.
• Process flow diagram (útil para Process FMEA): Um fluxograma de processo é usado na engenharia de processos para indicar o fluxo geral dos processos e equipamentos da planta. Ele mostra apenas as relações entre os equipamentos principais de uma planta e não equipamentos menores ou detalhes como tubulação ou fiação.
• Matriz de características (útil para FMEA de Processo): A matriz de características é uma ferramenta para ilustrar a relação entre características do produto e operações do processo.

Consultor de engenharia Quality-One International também recomenda a elaboração de uma lista de verificação pré-trabalho para maximizar a eficiência do FMEA. A sua lista de verificação pode incluir coisas como:

• Requisitos
• Lista preliminar de materiais/componentes
• Baseline FMEA (anterior FMEA)
• Testes anteriores e métodos de controle usados em produtos similares
• Produtos substitutos de causas conhecidas
• Potenciais causas de interfaces
• Potenciais causas de escolhas de design
• Potenciais causas de ruídos e ambientes

Passo um é um ótimo momento para considerar todas as formas como cada componente poderia falhar. A revisão da documentação e dos dados existentes provavelmente revelará várias falhas potenciais para cada componente em questão. Brainstorming uma lista exaustiva inicialmente e depois pare para baixo ou combine itens gerados pela lista original. A lei de Murphy diz: “Qualquer coisa que possa dar errado vai dar errado”. Durante a sessão de brainstorming passo 1, tenha isto em mente ao identificar funções, processos, sistemas e componentes que têm o potencial de falhar.

Passo 2: Determine o Ranking de Gravidade

Usando um modelo ou esquema FMEA, é hora de adicionar as funções, modos de falha e efeitos para determinar o ranking de gravidade. Ao listar as funções, certifique-se de que cada uma delas pode ser medida de alguma forma. As funções podem incluir:

• Especificações de design
• Regulamentações governamentais
• Requisitos do programa
• Características do componente ou produto a ser analisado

Vamos utilizar o exemplo de instalação de airbags do lado do motorista em uma linha de montagem de fabricação de automóveis. Neste cenário, a função seria orientar e colocar corretamente o airbag na montagem.

Próximo, você vai listar possíveis falhas para cada função. Pense em falhas como “anti-funções” e considere coisas como:

>

• Falha total da função
• Falha parcial da função
• Falha intermitente da função
• Falha total da função
• Falha involuntária da função

Usando o nosso exemplo de instalação do airbag do lado do condutor, um modo de falha possível poderia ser não receber o airbag correcto para instalação.

Agora precisamos listar os possíveis efeitos que nosso modo de falha poderia ter, certificando-se de dar a cada efeito uma classificação de gravidade (1-10). Se o nível de gravidade for um 9 ou 10 nesta fase, as ações devem ser consideradas. Os efeitos potenciais para receber o airbag incorreto para instalação podem ser um atraso na montagem enquanto se espera pela chegada do airbag correto, ou o airbag errado sendo instalado, causando um mau funcionamento no caso de um acidente e levando a ferimentos no motorista. Sua equipe pode decidir dar a este efeito uma classificação de gravidade de 9 ou 10,

Passo 3: Determinar a classificação de ocorrências

Passo 3 envolve a determinação de causas potenciais e controles de prevenção usando uma classificação de ocorrências. Você pode fazer um brainstorming das causas usando dados de falhas passadas ou obtendo idéias e informações da equipe de projeto. Por exemplo, por que receberíamos um airbag incorreto? Uma causa possível pode ser erro humano. Uma paragem na linha de montagem antes da nossa pode ter confundido os airbags do lado do condutor e do lado do passageiro, ou pode ter havido uma discrepância no número total de airbags encomendados, levando a mais airbags do lado do passageiro a descer a linha. Você e a sua equipa podem decidir que existe uma probabilidade moderada desta causa potencial poder ocorrer e dar-lhe um ranking de ocorrência de 4,

Passo 4: Determinar o Ranking de Detecção

Passo 4: Determinar o Ranking de Detecção

Passo 4: Requer que você faça um brainstorming e discuta os controlos ou processos que garantam que o design cumpre os requisitos (Design FMEA) ou, caso ocorra uma falha, a probabilidade de um modo de falha não detectada chegar ao cliente. Você pode dividir isso em duas colunas no seu modelo: controles de processo atuais (prevenção) e controles de processo atuais (detecção).

Usando nosso exemplo, um controle de processo atualmente em vigor pode ser um conjunto de instruções de montagem de airbag. Um controle de processo atual para detecção pode ser uma verificação visual dos airbags realizada pelo operador. Você e a sua equipa podem determinar que a probabilidade desta falha ser detectada é bastante boa e dar-lhe uma classificação de detecção de 6.

Passo 5: Priorizar Acção e Atribuir um RPN

Lembrar a equação RPN de anteriormente? Aqui é onde você atribui um número RPN a cada ação estabelecida nos passos 2 a 4. O número RPN ajuda a priorizar e atribuir itens de ação de acompanhamento. Como discutido anteriormente, o RPN é calculado multiplicando a gravidade, ocorrência e classificação de detecção para cada possível falha, causa e combinação de controle. Após atribuir RPNs para acompanhamento adicional, atribua as ações aos funcionários apropriados e certifique-se de que as datas de vencimento estejam definidas para as ações concluídas.

Baseado nas classificações atribuídas em nosso exemplo, o RPN é 240 (10 x 4 x 6).

Passo 6: Tomar Ação e Rever o Projeto

Desde que todo o propósito de realizar FMEA é descobrir e mitigar o risco, uma ação só é concluída uma vez que tenha sido determinado que ela reduz o risco com sucesso. Nesta etapa, as falhas devem ser listadas em ordem decrescente RPN, para que você possa concentrar seus esforços nas áreas mais críticas. Você já deve ter ouvido falar do princípio de Pareto, que afirma que 80% dos problemas provêm de 20% das causas. Isto significa que a decisão sobre onde concentrar a sua atenção não deve ser baseada apenas na RPN, embora seja um bom ponto de partida. O líder da equipe FMEA deve garantir que as ações sejam tomadas até as datas de vencimento pré-determinadas para que uma revisão do projeto possa ocorrer.

Passo 7: Re-Ranking RPN

Finalmente, você quer ver se suas ações realmente mitigaram o risco. Uma vez que todas as ações de mitigação de risco tenham sido implementadas, a equipe da FMEA deve reunir-se e re-selecionar cada valor (gravidade, ocorrência e detecção) e calcular um novo RPN. Os RPNs antigos e novos devem ser comparados, e se os fatores de risco forem menores, novas ações podem ser implementadas nas fases de projeto ou processo.

FMEA Template Example

Below é um modelo FMEA usando o exemplo de airbag de cima. Os tópicos listados são definidos da seguinte forma:

• Item: Refere-se ao item sendo analisado, também conhecido como a função.
• Modo de falha: Isto descreve o que deu errado.
• Efeitos de falha: Isto descreve o impacto potencial da falha.
• Severidade (S): Este ranking mostra quão severamente esta falha terá impacto no cliente.
• Causas: Lista as causas potenciais de como a falha pode ocorrer.
• Ocorrência (O): Este ranking mostra a probabilidade da falha acontecer e a frequência com que pode ocorrer.
• Controles: Que controles já existem que poderiam evitar que a falha ocorresse ou detectá-la caso ocorresse?
• Detecção (D): Este ranking mostra como é fácil detectar a falha.
• RPN: Calcule o RPN e coloque o número nesta coluna para referência.
• Ações recomendadas: Listar ações que irão mitigar o risco desta falha ocorrer.
• Responsabilidade e data de vencimento: Atribuir quem deve implementar as ações recomendadas e atribuir uma data de vencimento.
• Ações tomadas: Uma vez que a parte designada tenha implementado as ações recomendadas, liste-a aqui.
• Novo RPN: Calcule o novo RPN, levando em consideração as ações recentemente implementadas, e compare o novo RPN com o antigo RPN.

Muitas pessoas adicionam colunas adicionais ao template após a coluna RPN para ajudar a acompanhar os itens de ação e acompanhar as melhorias. No caso do nosso cenário de airbag, colums adicionais podem se parecer com isto:

• Ações recomendadas: Adicionar inspeção manual/visual como primeiro passo no processo de instalação do airbag
• Responsabilidade e data de vencimento: O técnico de instalação do airbag é responsável (15/11/2019)
• Ação tomada: Passo adicionado – inspeção manual e visual na linha de montagem

Agora, você pode adicionar novas colunas para Severidade, Ocorrência e Detecção para ver se as mudanças fizeram diferença no RPN.