FMEA - Analisi dei modi e degli effetti dei guasti

 


Introduzione

FMEA dall'inglese Failure Mode and Effect Analysis significa analisi dei modi e degli effetti dei guasti ed è una tecnica di analisi preventiva che aiuta la gestione di un prodotto/ processo (qualunque esso sia) permettendo:

  • la ricerca dei difetti e problemi potenziali
  • la valutazione degli effetti dei difetti
  • l'identificazione delle cause possibili del difetto la ricerca
  • la messa in pratica delle azioni correttive

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:

  1. scomposizione del processo in fasi e sottofasi (con logica sequenziale tipo workflow); se stiamo analizzando un prodotto considerare le singole componenti elementari;
  2. identificazione delle risorse coinvolte (persone, materiali, attrezzature, informazioni);
  3. ricerca dei difetti potenziali;
  4. analisi quantitativa dei difetti rilevati (associazione di indici di difettosità ad ogni variabile individuata);
  5. per ciascun difetto ricercare i suoi effetti, le sue cause, la criticità e la gerarchizzazione;
  6. per ciascuna azione correttiva prevista, designare un responsabile ed elaborare un piano revisionale;
  7. messa in pratica e verifica delle azioni correttive;
  8. rivalutazione della criticità (e ricalcalo degli indici);
  9. aggiornamento del piano di sviluppo
     

Come agire operativamente

Operativamento possiamo trovarci di fronte ad un processo produttivo o organizzativo oppure di fronte ad un prodotto.

Analisi di un processo
Per i primi tre punti che concernono con l'analisi del processo AS - IS, è opportuno utilizzare tool di scomposizione dei processi in singole attività elementari tra loro interrelate.
Strumenti di analisi dei processi possono essere

  • 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 (qualità function deployment)
  • Alberi di guasto
  • analisi del valore
  • VRP

 

Checklist dei difetti

Per ciascun difetto potenziale, o nella ricerca dei suoi effetti sul cliente, è necessario stabilire la lista delle cause possibili.
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

Da cui la formula: C = P x G x R

Ognuna delle grandezze Probabilità, Gravità e Rilevabilità vano espresse in una scala da 1 (minimo rischio) a 10 (massimo rischio). La criticità deve essere più bassa possibile per avere successo.
In linea di massima si hanno i seguenti valori di range per la valutazione dei risultati:

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

Più l'indice è elevato più il difetto è da considerarsi preoccupante.

Prima dell'esecuzione dei calcoli deve essere definito un limite numerico oltre il quale la criticità del difetto è tale da avviare azioni correttive.

Esempio:
Consideriamo l'introduzione di un nuovo prodotto.
Il limite è comunemente fissato in 36 per prodotti con caratteristiche non aventi influenza con la sicurezza del cliente, nel qual caso l'azione correttiva è comunque avviata se G=10 e P>1
Il gruppo può fissare livelli differenti ( per prodotti differenti ) di criticità in funzione delle esigenze del prodotto studiato.

Rivalutazione della criticità

Terminate le azioni correttive viene ricalcolata la criticità dei difetti nello stesso modo in cui era stata calcolata in precedenza. Le valutazioni terranno però conto dell'effetto delle azioni correttive.
Se la criticità ora calcolata è 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 lo FMEA, l'analisi 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.


FMEA - CALCOLA INDICE DI CRITICITÀ
Probabilità che il difetto si manifesti per una determinata causa
Gravità dell'influsso del difetto sul processo
Rilevabilità ovvero la probabilità che il difetto sia rilevato durante le fasi di validazione del progetto