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FMEA

F.M.E.A. Modo de Falha e Análise do Efeito

FMEA

Índice • Definição • Objetivo • Cronologia no âmbito do projeto • Metodologia • Tipos de FMEA (Sistema, Produto e Processo) • Origem • A Técnica FMEA

FMEA

• Definição

Modo de Falha e Análise do Efeito (FMEA - Failure Mode and Effect Analysis) é uma técnica de análise sistemática, de produtos ou processos, para identificar e minimizar falhas potenciais e os seus efeitos ainda na sua fase de concepção.

FMEA

• Objetivo

Prevenção de problemas, eliminando a insatisfação do cliente.

FMEA

• Cronograma no âmbito do projeto

O método FMEA é utilizado durante as fases de planejamento de um produto ou processo, centrando-se nos pontos de qualidade negativa e suas conseqüências potenciais. O processo é iterativo e faz parte integrante do desenvolvimento de um novo sistema.

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• Metodologia

A técnica do FMEA sistematiza o processo de concepção, desenvolvido pelas equipas de engenharia, no sentido de encontrar possíveis problemas e respectivas soluções, priorizadas em função das hipóteses de falha, sua gravidade e probabilidade de ocorrência. Esta técnica é muito poderosa visto não se limitar apenas a focar as equipas na busca de falhas mas essencialmente na busca de soluções.

FMEA

Claramente, a identificação de falhas potenciais de qualquer produto são extremamente complexas. Por exemplo, no caso do automóvel é virtualmente impossível identificar todos os campos em que o veículo poderá desiludir as expectativas do cliente.

FMEA

Para que a análise de falhas potenciais tenha algum rigor, credibilidade

e

sucesso

terá

de

ser

estruturada.

Um

questionário esporádico do tipo “o que acontecerá se...?” não levará à identificação de todos os modos potenciais nos quais o sistema poderá falhar.

FMEA

A análise terá de ser estruturada em termos de: • falhas relacionadas com o design de sistemas do produto e seu processo de fabrico. • falhas relacionadas com o processo de montagem. As hipóteses de identificação de falhas potenciais, que levam o cliente à insatisfação, começam assim a aumentar.

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• Tipos

FMEA

• FMEA de Sistema Técnica empregada para analisar o design de um produto durante a sua fase de concepção sendo parte do critério de seleção do conceito. Este FMEA foca-se nos modos de falha potencial das funções de produtos ou equipamentos causados por um design deficiente.

FMEA

• FMEA de Produto Técnica empregada para analisar o design de um produto durante a sua fase de desenvolvimento. Foca-se nos modos de falha potencial dos produtos ou equipamentos e é parte essencial no processo de desenvolvimento.

FMEA

• FMEA de Processo Técnica empregada para analisar o processo de montagem durante a fase de planejamento. Foca-se nos modos de falha potencial dos processos de montagem.

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• Origem

A disciplina de FMEA foi desenvolvida pelo Exército Norte Americano. Procedimento Militar MIL-P-1629, datado de 9 de Novembro de 1949, intitulado “Procedimento para desempenhar um modo de falha, seus efeitos e análise da sua criticidade”. Usado como técnica de avaliação da confiabilidade determinar o efeito das falhas num sistema equipamento.

para

ou num

FMEA

As falhas eram classificadas de acordo com o seu impacto no sucesso da missão e na segurança do pessoal/equipamento. Em 1988 a ISO, Organização Internacional para a Padronização, emitiu as normas ISO 9000 para gestão de negócios. As exigências da ISO 9000 obrigou as organizações a desenvolver sistemas de gestão de qualidade que idealmente estão focados nas necessidades, exigências e expectativas dos consumidores.

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A QS 9000 é a analogia da ISO 9000 para a Industria Automóvel. Uma equipe representante da Chrysler Corporation, Ford

Motor

Company

e

General

Motors

Corporation

desenvolveram a QS 9000 com o objetivo de padronizar os sistemas de Qualidade dos fornecedores. De acordo com a norma QS 9000, os fornecedores da indústria automóvel devem usar o Planejamento de Qualidade de excelência do produto, incluindo os FMEAs de processo e produto, e desenvolver um plano de controle.

FMEA

A Técnica FMEA O FMEA é composto essencialmente pelos seguintes aspectos: 1) Definição do objetivo e função (constituição da equipe) 2) Identificação de falhas potenciais (em função) 3) Priorização das falhas potenciais 4) Seleção e implementação das ações corretivas 5) Observação e aprendizagem 6) Documentação do processo

FMEA

1) Definição do objetivo e função (constituição da equipe) O FMEA pode ser usado para analisar qualquer sistema, subsistema, componente ou processo. Durante as fases iniciais de concepção, a análise de falhas potenciais estará a um nível elevado cobrindo um âmbito largo (todo o sistema).

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Ao longo do desenvolvimento do produto, o nível da análise tornar-se-á cada vez mais detalhado e o âmbito cada vez mais especializado para que se possa identificar possíveis falhas ao nível dos seus sub-componentes e sub-processos. Para tal é necessário analisar detalhadamente a função de cada sub-componente de modo a esquematizar os requisitos que lhe são exigidos.

FMEA

S is te m a d e c o m b u s tív e l: P o r ta d e a c e s s o a o ta m p ã o d o d e p ó s ito c o m b u s tív e l A u m e n ta s e g u ra n ç a P ro te c ç ã o d a a b e r tu r a

E sc o n d e o ta m p ã o In d ic a a lo c a liz a ç ã o d o p o n to d e a b a s te c im e n to

P e r m ite o acesso

P e r m ite a b a s te c im e n to

S e g u r a o ta m p ã o d u ra n te o a b a s te c im e n to P e r m ite o a c e s s o d a p is to la d e a b a s te c im e n to

E tc

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Ao desenhar o processo de fabricação, este deverá ser claramente definido e deverão ser tomadas em consideração as diferenças entre a sua implementação teórica e prática (por ex. possível falha de operador).

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Os processos podem ser definidos através de diagramas de fluxo de processo. Além de representar operações de processo que alteram o produto (maquinação, montagem, etc.), os diagramas de fluxo de processo também incluem operações que não acrescentam valor, mas que poderão contribuir como fontes potenciais de falha como, por exemplo, manipulação do material e armazenamento.

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A concepção do produto ou processo será sujeita a vários processos de análise de um ou mais engenheiros mecânicos, metalúrgicos, químicos, etc. Porém, para assegurar a análise de falhas potenciais deverão trazer-se elementos que não estejam familiarizados com o projeto, de modo a obterem-se opiniões não "viciadas". O FMEA deverá sempre ser executado por uma equipa de engenharia multi-disciplinar.

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Equipe FMEA Engenheiro Responsável Engenheiro de Produto Engenheiro de Processo Engenheiro de Qualidade

Engenheiro do pós venda Engenheiro metalúrgico Fornecedor do futuro componente Engenheiro de testes Representante da área de produção

E q u ip a d e a p o io E q u ip a fix a

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2) Identificação de falhas potenciais Assuma-se a definição de efeito potencial de uma falha como: “O efeito de uma falha é a conseqüência dessa mesma falha, que será identificado numa fase posterior ou pelo operador, ou pelo controlo de qualidade ou em último caso pelo cliente final”.

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Os efeitos de falha podem ser classificados nos seguintes grupos: • Efeito no equipamento de montagem (não permitindo o processo pré-determinado). • Efeito na segurança do operador. • Efeito numa posterior fase de montagem. • Efeito na utilização do produto (em teste, ou pelo cliente final). • Efeito no não cumprimento de diretivas regulamentares

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As causas potenciais dos modos de falha podem ser identificadas e classificadas em termos de categorias gerais como, por exemplo: material, ambiente, pessoas, equipamento e método: • Material - a escolha do material a usar num dado componente do produto. • Ambiente - o ambiente onde o componente irá operar. • Pessoas – uso incorreto, indevido ou abusivo por parte dos utilizadores.

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• Equipamento – interação com outros componentes, ou ainda outros sistemas também em análise. • Método - aspectos de operação dos componentes, interface dos equipamentos de linha com o produto. Estas cinco categorias de causas prováveis, podem claramente ser usadas como um método para evidenciar as causas potenciais de falhas de processo.

FMEA Causas potenciais de modos de falha do produto ou processo A m b ie n te

P esso as

E q u ip a m e n to

M odo de fa lh a

M a te ria l

M é to d o

C o rro sã o

E tc .

F a lltata d e a p e r to E la s tic i d a d e

L ig a ç ã o a p a r a fu s a d a

R o sc a g rip a d a

P a rafu so d e ro sc a in a d e q u a d a

R o s c a c o n ta m in a d a R o s c a fu n d id a

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3) Priorização das falhas potenciais Para qualquer falha potencial, algumas das causas são mais prováveis que aconteçam do que outras. Também a severidade dos efeitos da falha pode variar de menor a extremamente grave. Finalmente, nalguns casos é fácil detectar essa falha enquanto noutros só é possível com a avaria no “cliente”. Estes são os critérios usados na decisão do grau de risco para um dado processo ou produto.

FMEA

No preenchimento das tabelas do FMEA, é usado um sistema

de

avaliação

que

caracteriza

o

nível

de

ocorrências, o grau de severidade e a probabilidade de detecção. O produto destes três valores dá o Número de Prioridade de Risco (NPR) que pode ser usado como uma medida do grau de risco. Obviamente, estes números não podem ser considerados como valores absolutos mas tomados em conta como uma grandeza relativa.

FMEA O nível de ocorrências – fator correspondente à probabilidade de um dado efeito ocorrer dada a existência de uma falha potencial conhecida.

Prob. de Ocorrência Quase impossivel Remota Muito ligeira Ligeira Baixa Média Acima da média Alta Muito alta Quase certa

Factor

Cpk

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1.67 ≥ 1.50 ≥ 1.33 ≥ 1.17 ≥ 1.00 ≥ 0.83 ≥ 0.67 ≥ 0.51 ≥ 0.33 ≥ < 0.33

Probabilidade De falha 1 em 1.5 106 1 em 1.5 105 1 em 1.5 104 1 em 2 103 1 em 400 1 em 80 1 em 20 1 em 8 1 em 3 >1 em 3

Critério Falha improvavel. Processo sem falhas Número remoto de falhas Probabilidade muito baixa de falhas Probabilidade baixa de falhas Probabilidade ocasional de falha Probabilidade ocasional de falha Probabilidade moderada de falha Probabilidade frequente de falha Probabilidade alta de falha Probabilidade quase certa de falha. A História deprocessos similaresmostram muitas falhas.

FMEA Grau de severidade – fator correspondente à gravidade do efeito da falha potencial. A severidade aplica-se apenas ao efeito do modo de falha.

Severidade Efeito nulo Efeito muito ligeiro Efeito ligeiro Efeito menor Efeito moderado

Factor 1 2 3 4 5

Efeito significativo

6

Efeito elevado

7

Efeito extremo Efeito grave

8 9

Efeito abrupto

10

Critério Efeito nulo Efeito muito ligeiro no desempenho do produto. Falha esporádica Efeito ligeiro no desempenho do produto. Falha detectavel Efeito menor no desempenho do produto. Não requer reparação Efeito moderado no desempenho do produto. Reparação. Insatisfação do cliente Desempenho degradado do produto. Funcionalidade afectada. Reparação. Desempenho do produto muito afectado. Funcionalidade mto afectada. Reparação. Produto inoperacional. Profunda insatisfação do utilizador. Produto inoperacional. Avaria por degradação. Cumprimento das Normas em vigor. Produto inoperacional. Avaria repentina. Não cumprimento das Normas em vigor.

FMEA Probabilidade de detecção – fator correspondente à probabilidade de a falha ser detectada pelo processo de controlo planeados antes de completar o ciclo de produção.

Detecção Quase certa Muito alta Alta Moderadamente alta Média Baixa Ligeira Muito ligeira Remota Quase impossivel

Factor 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Critério: Técnica de avaliação projecto A mais alta eficiencia em todos os campos em análise Muito alta eficiente Alta eficiência Eficiência moderadamente alta Eficiência média Pouca eficiencia Muito pouca eficiencia Pouca eficiencia em todos os campos em análise Eficiencia desconhecida Avaliação projecto inexistente ou não planeada

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Critérios de priorização

•Severidade = 9 ou 10 • Severidade e probabilidade >= 7 • “NPR elevado” - O Time tem soberania, devido à sua experiência, para decidir se o risco é elevado e se necessário definir uma ação corretiva

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4) Seleção e implementação das ações corretivas Para falhas potenciais onde o risco de falha é considerado demasiadamente elevado, são introduzidas ações de modo a eliminar, reduzir ou controlar a falha em questão. As

ações

corretivas

utilizadas

destinam-se,

seqüencialmente, a focar-se na eliminação das causas potenciais, eliminação dos modos de falha, redução dos efeitos destas, ou, como último recurso, aumentar o nível de detecção.

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5) Observação e aprendizagem É importante que os FMEAs sejam atualizados de acordo com as novas experiências com o produto ou com o processo. Os FMEAs devem ser revistos sempre que o produto sofra alterações, no caso de existirem alterações no processo.

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Acima de tudo, um FMEA é um documento vivo, e não um mero exercício no papel (retrospectivo), é uma fonte importante de informação especialmente na introdução de uma nova geração do modelo.

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6) Documentação do processo Modo de falha e análise de efeitos são registrados em forma de tabela. Este formato registra o resultado da análise inicial e os efeitos das ações posteriores. É posteriormente atualizada para refletir a experiência adquirida após entrar em serviço. Fornece a possibilidade de armazenar e disponibilizar dados relativos às falhas potenciais do processo ou produto durante a sua vida. O suporte físico do FMEA pode ser em papel ou computador.

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Com o alargamento das redes intra-net e bases-de-dados online, temos a vantagem adicional desta valiosa informação ficar acessível a todas as equipas de engenharia de toda a corporação em qualquer ponto do Globo.