FMEA - Analisi dei modi e degli effetti dei guasti

Introduzione

FMEA (acronimo dall'inglese per Failure Mode and Effect Analysis) letteralmente significa analisi dei modi e degli effetti dei guasti. E' una tecnica di analisi preventiva che aiuta la gestione di un qualunque prodotto o processo, permettendo:

la ricerca di difetti e di potenziali problemi
la valutazione dei possibili effetti generati dalle criticità
la ricerca e l'identificazione delle cause possibili di ogni difetto

La tecnica è applicabile a tutti i piani di studio di un nuovo prodotto/processo o ai piani di miglioramento di prodotti/processi già esistenti.

I passi metodologici

La tecnica può essere divisa in 9 tappe fondamentali:

scomposizione dell'oggetto d'analisi in fasi e sottofasi (nel caso di un processo) o in componenti elementari (nel caso di un prodotto);
identificazione delle risorse coinvolte (persone, materiali, attrezzature, informazioni);
ricerca dei potenziali difetti;
analisi quantitativa dei difetti rilevati (associazione di indici di difettosità);
ricerca per ogni difetto delle possibili cause, dei possibili effetti e della criticità;
definizione di un piano di revisione che preveda una lista di azioni correttive ed un responsabile per ciascuna di esse;
attuazione e verifica delle azioni correttive;
rivalutazione della criticità (e ricalcalo degli indici);
aggiornamento del piano di sviluppo.

Fase di analisi iniziale

La metodologia parte operativamente con una fase di analisi AS-IS che si deve svolgere differentemente a seconda del fatto che si stia analizzando un Processo (produttivo o organizzazivo) oppure un Prodotto.

Analisi di un processo

Il processo deve essere scomposto in singole attività elementari tra loro correlate. I principali tool utilizzati per le analisi di processi sono:

la workflow analysis
il value stream mapping
il data flow analysis

Analisi di un prodotto

Relativamente al prodotto, identificati i singoli componenti, occorre effettuare un'analisi approfondita tramite strumenti quali:

QFD (Quality Function Deployment)
alberi di guasto
analisi del valore
VRP (Variety Reduction Program)

Check-list dei difetti

Per ciascun difetto effettivo o potenziale bisogna arrivare a stabilire le possibili cause che lo generino ed i possibili effetti che il difetto stesso può indurre sul "cliente".
L'analisi può essere condotta valutando prodotti similari già sul mercato e il comportamento di processi simili già esistenti. Può essere utile effettuare un benchmark con processi certificati da norme UNI e ISO (es: valutazione dei rischi secondo la UNI EN 1050) con le best practices utilizzate nelle aziende di maggior successo.
I difetti sono valutati sulla base di un triplo calcolo:

Valore	Descrizione valore
Probabilità (P)	ovvero la Probabilità che il difetto si manifesti per una determinata causa
Gravità (G)	ovvero la Gravità dell'influsso del difetto sul processo
Rilevabilità (R)	ovvero la probabilità che il difetto sia Rilevato durante le fasi di validazione del progetto
Indice di Criticità (C)	ovvero il prodotto delle tre precedenti valutazioni

Moltiplicando tra loro i tre parametri si stabilisce l'Indice di Criticità (C) associato ad ogni singolo difetto, quindi: C = P x G x R

Ognuna delle grandezze Probabilità, Gravità e Rilevabilità, deve essere espressa in una scala da 1 (valore minimo) a 10 (valore massimo). Prima dell'esecuzione dei calcoli deve essere definito un limite numerico oltre il quale la criticità del difetto è tale da avviare azioni correttive. La criticità deve essere più bassa possibile per avere successo.

In linea di massima possiamo considerare:

ottimi-buoni valori tra l'1 e il 10;
buoni-sufficienti valori tra il 10 e il 100;
sufficienti-scarsi valori tra il 100 e il 1000.

Rivalutazione della criticità

Terminate le azioni correttive scaturite dall'analisi preliminare di cui al punto precedente, sui difetti critici viene effettuata una rivalutazione dell'indice di criticità come già visto in precedenza, ovviamente al netto degli effetti delle azioni correttive introdotte. Se la criticità risultante dal nuovo calcolo dovesse essere ancora superiore al limite massimo ammesso, dovranno essere programmate ulteriori azioni correttive.

Aggiornamento del piano di sviluppo

Le attività svolte, i calcoli e le valutazioni eseguite devono essere via via registrate sul modulo FMEA.

Nuovo Prodotto

Vediamo come può essere portata avanti l'analisi nel caso si consideri sviluppo e la fabbricazione di un nuovo prodotto.

Livello di probabilità che il difetto si manifesti (P)

Criterio	Punti	Frequenza
Difetto inesistente sui prodotti già realizzati similari ed utilizzati per funzioni analoghe. Nessun incidente noto alla clientela. f ≤ 0,01 %	1 2	< 1 / 100000 1 / 10000
Alcuni difetti esistenti su prodotti similari. Molto pochi incidenti noti alla clientela. 0,05 ≤ f ≤ 0,5 %	3 4	1 / 2000 1 / 1000
Difetti apparsi occasionalmente su prodotti simili. Qualche incidente noto alla clientela. 0,2 ≤ f ≤ 0,5 %	5 6	1 / 500 1 / 200
Difetti apparsi frequentementesu prodotti similari. Numerosi incidenti conosciuti dalla clientela. 1 ≤ f ≤ 2 %	7 8	1 / 100 1 / 50
Apparizione frequente del difetto. Rischio di guasto con riparazione del prodotto. f ≥ 5 %	9 10	1 / 20 < 1 / 10

Livello di gravità (G)

Criterio Cliente Finale	Punti	Criterio Cliente Intermediario
Effetti minimi. Il cliente non se ne accorge.	1	Alcune influenze sulle operazioni di fabbricazione e o montaggio.
Effetti minimi che il cliente può notare e accettare, ma che non provocano alcuna diminuzione delle prestazioni.	2 3	Effetti minimi che si possono notare ed accettare, ma che non provocano disturbi nel flusso produttivo.
Effetti che possono causare il malcontento del cliente e ridurre leggermente le prestazioni del prodotto.	4 5	Leggere perturbazioni del flusso produttivo dovute a operazioni di difficile realizzazione.
Effetti che causano il malcontento del cliente che nota una riduzione dlle prestazioni, ma che richiede una riparazione modesta.	6 7	Moderate perturbazioni del flusso produttivo dovute a operazioni molto difficili da realizzare, ma realizzabili con le attuali tecniche
Effetti che causano grande disappunto del cliente con costi di riparazione elevati.	8	Elevate perturbazioni del flusso produttivo dovute a operazioni molto difficili da realizzare, non realizzabili con le attuali tecniche.
Effetti che causano grande disappunto del cliente con costi di riparazione elevati e fastidi per il cliente stesso.	9	Elevate perturbazioni del flusso produttivo dovute a operazioni non realizzabili.
Effetti che implicano problemi di sicurezza del cliente.	10	Effetti implicanti problemi di sicurezza dell'operatore addetto alla fabbricazione / montaggio / utilizzo.

Una volta che è stata definita una scala di valori per le tre variabili che definiscono l'indice di criticità, l'analisi FMEA va concentrata sulle singole componenti. Attraverso una griglia di valutazione è possibile effettuare il calcolo della criticità complessiva ed individuare quali siano i difetti che inficiano maggiormente sul prodotto, effettuando un'analisi ABC.