El análisis de modos y efectos de falla ( FMEA ; a menudo escrito con "modos de falla" en plural) es el proceso de revisar tantos componentes, ensamblajes y subsistemas como sea posible para identificar posibles modos de falla en un sistema y sus causas y efectos. Para cada componente, los modos de falla y sus efectos resultantes en el resto del sistema se registran en una hoja de trabajo AMEF específica. Existen numerosas variaciones de dichas hojas de trabajo. Un FMEA puede ser un análisis cualitativo, [1] pero se puede poner sobre una base cuantitativa cuando los modelos matemáticos de tasa de falla [2] se combinan con una base de datos estadística de tasa de modos de falla. Fue una de las primeras técnicas sistemáticas y altamente estructuradas para el análisis de fallas.. Fue desarrollado por ingenieros de confiabilidad a fines de la década de 1950 para estudiar los problemas que podrían surgir por el mal funcionamiento de los sistemas militares. Un FMEA es a menudo el primer paso de un estudio de confiabilidad del sistema.
Existen algunos tipos diferentes de análisis de FMEA, como:
- Funcional
- Diseño
- Proceso
A veces, FMEA se extiende a FMECA (modo de falla, efectos y análisis de criticidad) para indicar que también se realiza un análisis de criticidad.
FMEA es un análisis de fallo de punto único de razonamiento inductivo (lógica directa) y es una tarea central en ingeniería de confiabilidad , ingeniería de seguridad e ingeniería de calidad .
Una actividad de FMEA exitosa ayuda a identificar posibles modos de falla en base a la experiencia con productos y procesos similares, o en base a la física común de la lógica de falla. Es ampliamente utilizado en las industrias de desarrollo y fabricación en varias fases del ciclo de vida del producto. El análisis de efectos se refiere al estudio de las consecuencias de esas fallas en diferentes niveles del sistema.
Se necesitan análisis funcionales como entrada para determinar los modos de falla correctos, en todos los niveles del sistema, tanto para el FMEA funcional como para el FMEA pieza-pieza (hardware). Un FMEA se utiliza para estructurar la Mitigación para la reducción del riesgo en función de la reducción de la gravedad del efecto de la falla (modo) o de la reducción de la probabilidad de falla o en ambos. El FMEA es, en principio, un análisis inductivo completo (lógica directa), sin embargo, la probabilidad de falla solo se puede estimar o reducir al comprender el mecanismo de falla . Por lo tanto, FMEA puede incluir información sobre las causas de falla (análisis deductivo) para reducir la posibilidad de que ocurra eliminando las causas identificadas (raíz) .
Introducción
El FME (C) A es una herramienta de diseño que se utiliza para analizar sistemáticamente las fallas de los componentes postulados e identificar los efectos resultantes en las operaciones del sistema. El análisis a veces se caracteriza por constar de dos subanálisis, el primero es el análisis de modos y efectos de falla (AMEF) y el segundo, el análisis de criticidad (CA). [3] El desarrollo exitoso de un FMEA requiere que el analista incluya todos los modos de falla significativos para cada elemento o parte contribuyente en el sistema. Los FMEA se pueden realizar a nivel de sistema, subsistema, ensamblaje, subensamblaje o pieza. El FMECA debe ser un documento vivo durante el desarrollo de un diseño de hardware. Debe programarse y completarse al mismo tiempo que el diseño. Si se completa de manera oportuna, la FMECA puede ayudar a guiar las decisiones de diseño. La utilidad del FMECA como herramienta de diseño y en el proceso de toma de decisiones depende de la efectividad y oportunidad con la que se identifiquen los problemas de diseño. La puntualidad es probablemente la consideración más importante. En el caso extremo, el FMECA sería de poco valor para el proceso de decisión de diseño si el análisis se realiza después de que se construye el hardware. Si bien la FMECA identifica todos los modos de falla de las piezas, su beneficio principal es la identificación temprana de todos los modos de falla del sistema o subsistema críticos y catastróficos para que puedan eliminarse o minimizarse mediante la modificación del diseño en el punto más temprano del esfuerzo de desarrollo; por lo tanto, el FMECA debe realizarse a nivel del sistema tan pronto como la información de diseño preliminar esté disponible y extenderse a los niveles inferiores a medida que avanza el diseño detallado.
Observación: Para un modelado de escenarios más completo, se puede considerar otro tipo de análisis de confiabilidad, por ejemplo , análisis de árbol de fallas (FTA); un análisis de fallas deductivo (lógica inversa) que puede manejar múltiples fallas dentro del artículo y / o externas al artículo, incluido el mantenimiento y la logística. Comienza en un nivel de sistema / funcional superior. Un FTA puede usar los registros AMEF del modo de falla básico o un resumen de efectos como una de sus entradas (los eventos básicos). Se pueden agregar análisis de peligros de interfaz, análisis de errores humanos y otros para completar en el modelado de escenarios.
Modo de falla funcional y análisis de efectos
El análisis siempre debe iniciarse enumerando las funciones que debe cumplir el diseño. Las funciones son el punto de partida de un FMEA bien hecho, y el uso de funciones como línea de base proporciona el mejor rendimiento de un FMEA. Después de todo, un diseño es solo una posible solución para realizar funciones que deben cumplirse. De esta manera, se puede realizar un AMEF en diseños conceptuales y diseños detallados, tanto en hardware como en software, sin importar cuán complejo sea el diseño.
Al realizar un FMECA, primero se considera que el hardware (o software) de interfaz está funcionando dentro de las especificaciones. Después de eso, puede ampliarse utilizando en consecuencia uno de los 5 posibles modos de falla de una función del hardware de interfaz como causa de falla para el elemento de diseño bajo revisión. Esto brinda la oportunidad de hacer que el diseño sea robusto para fallas funcionales en otras partes del sistema.
Además, cada falla de pieza postulada se considera la única falla en el sistema (es decir, es un análisis de falla única). Además de los FMEA realizados en los sistemas para evaluar el impacto que tienen las fallas de nivel inferior en la operación del sistema, se realizan varios otros FMEA. Se presta especial atención a las interfaces entre sistemas y, de hecho, a todas las interfaces funcionales. El propósito de estos AMFE es asegurar que no se propaguen daños físicos y / o funcionales irreversibles a través de la interfaz como resultado de fallas en una de las unidades de interfaz. Estos análisis se realizan a nivel de pieza para los circuitos que interactúan directamente con las otras unidades. El FMEA se puede lograr sin una CA, pero una CA requiere que el FMEA haya identificado previamente fallas críticas a nivel del sistema. Cuando se realizan ambos pasos, el proceso total se denomina FMECA.
Reglas de juego
Las reglas básicas de cada FMEA incluyen un conjunto de procedimientos seleccionados del proyecto; los supuestos en los que se basa el análisis; el hardware que se ha incluido y excluido del análisis y la justificación de las exclusiones. Las reglas básicas también describen el nivel de contrato del análisis (es decir, el nivel en la jerarquía de la pieza al subsistema, el subsistema al sistema, etc.), el estado básico del hardware y los criterios para el sistema y la misión. éxito. Se debe hacer todo lo posible para definir todas las reglas básicas antes de que comience el FMEA; sin embargo, las reglas básicas pueden ampliarse y aclararse a medida que avanza el análisis. A continuación, se muestra un conjunto típico de reglas básicas (supuestos): [4]
- Solo existe un modo de falla a la vez.
- Todas las entradas (incluidos los comandos de software) del elemento que se analiza están presentes y en valores nominales.
- Todos los consumibles están presentes en cantidades suficientes.
- La potencia nominal está disponible
Beneficios
Los principales beneficios derivados de un esfuerzo FMECA implementado correctamente son los siguientes:
- Proporciona un método documentado para seleccionar un diseño con una alta probabilidad de operación exitosa y seguridad.
- Un método uniforme documentado para evaluar los posibles mecanismos de falla, los modos de falla y su impacto en el funcionamiento del sistema, lo que da como resultado una lista de modos de falla clasificados según la gravedad de su impacto en el sistema y la probabilidad de que ocurra.
- Identificación temprana de puntos de falla únicos (SFPS) y problemas de interfaz del sistema, que pueden ser críticos para el éxito y / o la seguridad de la misión. También proporcionan un método para verificar que la conmutación entre elementos redundantes no se vea comprometida por fallos únicos postulados.
- Un método eficaz para evaluar el efecto de los cambios propuestos en el diseño y / o los procedimientos operativos sobre el éxito y la seguridad de la misión.
- Una base para los procedimientos de resolución de problemas en vuelo y para localizar dispositivos de monitoreo de desempeño y detección de fallas.
- Criterios para la planificación anticipada de pruebas.
De la lista anterior, las identificaciones tempranas de SFPS, la entrada al procedimiento de resolución de problemas y la ubicación de los dispositivos de monitoreo de desempeño / detección de fallas son probablemente los beneficios más importantes de FMECA. Además, los procedimientos de FMECA son sencillos y permiten una evaluación ordenada del diseño.
Historia
Los procedimientos para la realización de FMECA se describieron en el documento MIL-P-1629 [5] (1949) de Procedimientos Militares de las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos ; revisado en 1980 como MIL-STD-1629A. [6] A principios de la década de 1960, los contratistas de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) de los EE. UU. Usaban variaciones de FMECA o FMEA con una variedad de nombres. [7] [8] Los programas de la NASA que utilizan variantes de FMEA incluyen Apollo , Viking , Voyager , Magellan , Galileo y Skylab . [9] [10] [11] La industria de la aviación civil fue una de las primeras en adoptar FMEA, y la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE, una organización que cubre la aviación y otros transportes más allá del automóvil, a pesar de su nombre) publicó ARP926 en 1967. [ 12] Después de dos revisiones, la práctica recomendada aeroespacial ARP926 ha sido reemplazada por ARP4761 , que ahora se usa ampliamente en la aviación civil.
Durante la década de 1970, el uso de FMEA y técnicas relacionadas se extendió a otras industrias. En 1971, la NASA preparó un informe para el Servicio Geológico de los Estados Unidos recomendando el uso de FMEA en la evaluación de la exploración de petróleo en alta mar. [13] Un informe de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de 1973 describió la aplicación de FMEA a las plantas de tratamiento de aguas residuales. [14] FMEA como solicitud de HACCP en el Programa Espacial Apollo se trasladó a la industria alimentaria en general. [15]
La industria automotriz comenzó a utilizar FMEA a mediados de la década de 1970. [16] La Ford Motor Company introdujo FMEA en la industria automotriz por razones de seguridad y reglamentación después del caso Pinto . Ford aplicó el mismo enfoque a los procesos (PFMEA) para considerar las posibles fallas inducidas por los procesos antes de iniciar la producción. En 1993, el Grupo de Acción de la Industria Automotriz (AIAG) publicó por primera vez un estándar FMEA para la industria automotriz. [17] Ahora se encuentra en su cuarta edición. [18] La SAE publicó por primera vez el estándar relacionado J1739 en 1994. [19] Este estándar también se encuentra ahora en su cuarta edición. [20] En 2019, ambas descripciones de métodos fueron reemplazadas por el nuevo manual AIAG / VDA FMEA. Es una armonización de las antiguas normas FMEA de AIAG, VDA , SAE y otras descripciones de métodos. [21] [22] [23]
Aunque inicialmente desarrollada por el ejército, la metodología FMEA ahora se usa ampliamente en una variedad de industrias que incluyen procesamiento de semiconductores, servicio de alimentos, plásticos, software y atención médica. [24] Toyota ha ido un paso más allá con su enfoque de revisión de diseño basado en modo de falla (DRBFM). El método ahora cuenta con el respaldo de la American Society for Quality, que proporciona guías detalladas sobre la aplicación del método. [25] Los procedimientos estándar de Análisis de Modos y Efectos de Falla (FMEA) y Modos de Falla, Análisis de Efectos y Criticidad (FMECA) identifican los mecanismos de falla del producto, pero no pueden modelarlos sin un software especializado. Esto limita su aplicabilidad para proporcionar una entrada significativa a los procedimientos críticos como la calificación virtual, el análisis de la causa raíz, los programas de prueba acelerados y la evaluación de la vida restante. Para superar las deficiencias de FMEA y FMECA, a menudo se ha utilizado un análisis de modos, mecanismos y efectos de falla (FMMEA).
Términos básicos
Lo siguiente cubre algo de terminología básica de FMEA. [26]
- Prioridad de acción (AP)
- El AP reemplaza la matriz de riesgo anterior y el RPN en el manual AIAG / VDA FMEA 2019. Hace una declaración sobre la necesidad de medidas de mejora adicionales.
- Falla
- La pérdida de una función en las condiciones establecidas.
- Modo de fallo
- La manera específica o la manera en que ocurre una falla en términos de falla de la pieza, componente, función, equipo, subsistema o sistema bajo investigación. Dependiendo del tipo de FMEA realizado, el modo de falla puede describirse con varios niveles de detalle. Un FMEA de pieza se enfocará en modos detallados de falla de pieza o componente (como eje completamente fracturado o eje deformado, o contacto eléctrico atascado abierto, atascado corto o intermitente). Un FMEA funcional se centrará en los modos de falla funcionales. Estos pueden ser generales (como Sin función, Exceso de función, Deficiente función, Función intermitente o Función no intencionada) o más detallados y específicos del equipo que se está analizando. Un PFMEA se centrará en los modos de falla del proceso (como insertar la broca incorrecta).
- Causa y / o mecanismo de falla
- Defectos en los requisitos, diseño, proceso, control de calidad, manipulación o aplicación de piezas, que son la causa subyacente o secuencia de causas que inician un proceso (mecanismo) que conduce a un modo de falla durante un tiempo determinado. Un modo de falla puede tener más causas. Por ejemplo; "fatiga o corrosión de una viga estructural" o "corrosión por contacto en un contacto eléctrico" es un mecanismo de falla y en sí mismo (probablemente) no es un modo de falla. El modo de falla relacionado (estado final) es una "fractura total de la viga estructural" o "un contacto eléctrico abierto". La causa inicial podría haber sido "Aplicación incorrecta de la capa de protección contra la corrosión (pintura)" y / o "entrada de vibración (anormal) de otro sistema (posiblemente fallado)".
- Efecto de falla
- Consecuencias inmediatas de una falla en la operación, o más generalmente en las necesidades del cliente / usuario que deberían ser satisfechas por la función pero que ahora no se cumplen, o no se cumplen completamente.
- Niveles de contrato (lista de materiales o desglose funcional)
- Un identificador para el nivel del sistema y, por lo tanto, la complejidad del artículo. La complejidad aumenta a medida que los niveles se acercan a uno.
- Efecto local
- El efecto de falla tal como se aplica al artículo bajo análisis.
- Siguiente efecto de nivel superior
- El efecto de falla tal como se aplica en el siguiente nivel de contrato superior.
- Efecto final
- El efecto de falla en el nivel de contrato más alto o en el sistema total.
- Detección
- Los medios de detección del modo de falla por parte del encargado de mantenimiento, el operador o el sistema de detección integrado, incluido el período de inactividad estimado (si corresponde)
- Probabilidad
- La probabilidad de que ocurra la falla.
- Número de prioridad de riesgo (RPN)
- Severidad (del evento) × Probabilidad (de que ocurra el evento) × Detección (Probabilidad de que el evento no se detecte antes de que el usuario se dé cuenta)
- Gravedad
- Las consecuencias de un modo de falla. La gravedad considera la peor consecuencia potencial de una falla, determinada por el grado de lesión, daño a la propiedad, daño del sistema y / o tiempo perdido para reparar la falla.
- Observaciones / mitigación / acciones
- Información adicional, incluida la mitigación propuesta o las acciones utilizadas para reducir un riesgo o justificar un nivel o escenario de riesgo.
Ejemplo de hoja de trabajo FMEA
FMEA Ref. | Artículo | Modo de Falla Potencial | Causa (s) / mecanismo potencial | Fase de misión | Efectos locales del fracaso | Siguiente efecto de nivel superior | Efecto final del nivel del sistema | (P) Probabilidad (estimación) | (S) Severidad | (D) Detección (indicaciones al operador, mantenedor) | Período de inactividad de la detección | Nivel de riesgo P * S (+ D) | Acciones para mayor investigación / evidencia | Mitigación / Requisitos |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1.1.1.1 | Colector de freno Ref. Designador 2b, canal A, junta tórica | Fuga interna del canal A al B | a) Fallo del conjunto de compresión de la junta tórica (deslizamiento) b) daño de la superficie durante el montaje | Aterrizaje | Disminución de la presión en la manguera del freno principal | Sin frenado de la rueda izquierda | Desaceleración de la aeronave muy reducida en tierra y deriva lateral. Pérdida parcial del control de posición en la pista. Riesgo de colisión | (C) ocasional | (V) Catastrófico (este es el peor de los casos) | (1) La computadora de vuelo y la computadora de mantenimiento indicarán "Freno principal izquierdo, presión baja" | El intervalo de prueba incorporado es de 1 minuto | Inaceptable | Verifique el período de inactividad y la probabilidad de falla | Requiere canales hidráulicos de freno independientes redundantes y / o requiere sellado redundante y clasifica la junta tórica como parte crítica de clase 1 |
Probabilidad (P)
Es necesario observar la causa de un modo de falla y la probabilidad de que ocurra. Esto se puede hacer mediante análisis, cálculos / FEM, observando elementos o procesos similares y los modos de falla que se han documentado para ellos en el pasado. Una causa de falla se considera una debilidad del diseño. Todas las causas potenciales de un modo de falla deben identificarse y documentarse. Esto debería ser en términos técnicos. Ejemplos de causas son: errores humanos en el manejo, fallas inducidas por la fabricación, fatiga, fluencia, desgaste abrasivo, algoritmos erróneos, voltaje excesivo o condiciones de operación o uso incorrectos (dependiendo de las reglas básicas utilizadas). A un modo de falla se le puede dar una clasificación de probabilidad con un número definido de niveles.
Clasificación | Significado |
---|---|
A | Extremadamente improbable (prácticamente imposible o sin incidencias conocidas en productos o procesos similares, con muchas horas de funcionamiento) |
B | Remoto (relativamente pocas fallas) |
C | Ocasional (fallas ocasionales) |
D | Razonablemente posible (fallas repetidas) |
mi | Frecuente (el fracaso es casi inevitable) |
Para un AMEF de parte de una pieza, la probabilidad cuantitativa se puede calcular a partir de los resultados de un análisis de predicción de confiabilidad y las relaciones de modo de falla de un catálogo de distribución de modo de falla, como RAC FMD-97. [27] Este método permite que un FTA cuantitativo utilice los resultados del FMEA para verificar que los eventos no deseados cumplan con niveles aceptables de riesgo.
Severidad (S)
Determine la gravedad del efecto final adverso (estado) del peor de los casos. Es conveniente anotar estos efectos en términos de lo que el usuario podría ver o experimentar en términos de fallas funcionales. Ejemplos de estos efectos finales son: pérdida total de la función x, rendimiento degradado, funciones en modo inverso, funcionamiento demasiado tarde, funcionamiento errático, etc. Cada efecto final recibe un número de gravedad (S) de, digamos, I (sin efecto) a V (catastrófico), basado en el costo y / o pérdida de vida o calidad de vida. Estos números dan prioridad a los modos de falla (junto con la probabilidad y la detectabilidad). A continuación se da una clasificación típica. Son posibles otras clasificaciones. Ver también análisis de peligros .
Clasificación | Significado |
---|---|
I | Ningún efecto relevante sobre la fiabilidad o la seguridad |
II | Muy leve, sin daños, sin lesiones, solo resulta en una acción de mantenimiento (solo lo notan los clientes exigentes) |
III | Daños leves, leves y leves (afecta muy poco al sistema, notado por el cliente promedio) |
IV | Crítico (causa una pérdida de la función primaria; pérdida de todos los márgenes de seguridad, 1 falla lejos de una catástrofe, daño severo, lesiones severas, máximo 1 posible muerte) |
V | Catastrófico (el producto deja de funcionar; la falla puede resultar en una operación completamente insegura y posibles muertes múltiples) |
Detección (D)
El medio o método por el cual se detecta una falla, aislada por el operador y / o mantenedor y el tiempo que puede tomar. Esto es importante para el control de la capacidad de mantenimiento (disponibilidad del sistema) y es especialmente importante para múltiples escenarios de falla. Esto puede involucrar modos de falla inactivos (por ejemplo, Sin efecto directo del sistema, mientras que un sistema / elemento redundante se hace cargo automáticamente o cuando la falla solo es problemática durante una misión específica o estados del sistema) o fallas latentes (por ejemplo , mecanismos de falla por deterioro , como una grieta en crecimiento de metal , pero no una longitud crítica). Debe quedar claro cómo un operador puede descubrir el modo o la causa de falla en el funcionamiento normal del sistema o si puede ser descubierto por el equipo de mantenimiento mediante alguna acción de diagnóstico o una prueba automática del sistema incorporada. Se puede ingresar un período de inactividad y / o latencia.
Clasificación | Significado |
---|---|
1 | Cierto - la falla se detectará en la prueba - |
2 | Casi seguro |
3 | Elevado |
4 | Moderar |
5 | Bajo |
6 | Los operadores o mantenedores no detectan la falla |
Período de inactividad o latencia
Si se conoce, se puede ingresar el tiempo promedio que un modo de falla puede pasar desapercibido. Por ejemplo:
- Segundos, detectado automáticamente por la computadora de mantenimiento
- 8 horas, detectado por inspección de vuelta
- 2 meses, detectado por el bloque de mantenimiento programado X
- 2 años, detectado por la tarea de revisión x
Indicación
Si la falla no detectada permite que el sistema permanezca en un estado seguro / de trabajo, se debe explorar una segunda situación de falla para determinar si una indicación será evidente para todos los operadores y qué acción correctiva pueden o deben tomar.
Las indicaciones para el operador deben describirse de la siguiente manera:
- Normal. Una indicación que es evidente para un operador cuando el sistema o equipo está funcionando normalmente.
- Anormal. Una indicación que es evidente para un operador cuando el sistema ha fallado o ha fallado.
- Incorrecto. Una indicación errónea para un operador debido al mal funcionamiento o falla de un indicador (es decir, instrumentos, dispositivos de detección, dispositivos de advertencia visual o audible, etc.).
REALIZAR ANÁLISIS DE COBERTURA DE DETECCIÓN PARA PROCESOS DE PRUEBA Y MONITOREO (De la norma ARP4761):
Este tipo de análisis es útil para determinar qué tan efectivos son los diversos procesos de prueba en la detección de fallas latentes e inactivas. El método utilizado para lograr esto implica un examen de los modos de falla aplicables para determinar si se detectan o no sus efectos, y para determinar el porcentaje de tasa de falla aplicable a los modos de falla que se detectan. La posibilidad de que los propios medios de detección fallen de forma latente debe tenerse en cuenta en el análisis de cobertura como un factor limitante (es decir, la cobertura no puede ser más fiable que la disponibilidad de los medios de detección). La inclusión de la cobertura de detección en el FMEA puede llevar a que cada falla individual que hubiera sido una categoría de efecto ahora sea una categoría de efecto separada debido a las posibilidades de cobertura de detección. Otra forma de incluir la cobertura de detección es que el FTA asuma de manera conservadora que ningún agujero en la cobertura debido a una falla latente en el método de detección afecta la detección de todas las fallas asignadas a la categoría de efecto de falla en cuestión. El FMEA puede revisarse si es necesario para aquellos casos en los que esta suposición conservadora no permite que se cumplan los requisitos de probabilidad de eventos máximos.
Después de estos tres pasos básicos, se puede proporcionar el nivel de riesgo.
Nivel de riesgo (P × S) y (D)
El riesgo es la combinación de probabilidad y gravedad del efecto final, donde la probabilidad y la gravedad incluyen el efecto sobre la no detectabilidad ( tiempo de inactividad ). Esto puede influir en la probabilidad de fallo del efecto final o en la gravedad del efecto en el peor de los casos. El cálculo exacto puede no ser fácil en todos los casos, como aquellos en los que son posibles múltiples escenarios (con múltiples eventos) y la detectabilidad / latencia juega un papel crucial (como para los sistemas redundantes). En ese caso, puede ser necesario un análisis de árbol de fallas y / o árboles de eventos para determinar los niveles exactos de probabilidad y riesgo.
Los niveles de riesgo preliminares se pueden seleccionar en función de una matriz de riesgo como se muestra a continuación, basada en Mil. Std. 882. [28] Cuanto mayor sea el nivel de riesgo, más justificación y mitigación se necesitarán para proporcionar pruebas y reducir el riesgo a un nivel aceptable. El alto riesgo debe indicarse a la dirección de nivel superior, que es responsable de la toma de decisiones finales.
Gravedad Probabilidad | I | II | III | IV | V | VI |
---|---|---|---|---|---|---|
A | Bajo | Bajo | Bajo | Bajo | Moderar | Elevado |
B | Bajo | Bajo | Bajo | Moderar | Elevado | Inaceptable |
C | Bajo | Bajo | Moderar | Moderar | Elevado | Inaceptable |
D | Bajo | Moderar | Moderar | Elevado | Inaceptable | Inaceptable |
mi | Moderar | Moderar | Elevado | Inaceptable | Inaceptable | Inaceptable |
- Después de este paso, el FMEA se ha convertido en un FMECA .
Momento
El FMEA debe actualizarse siempre que:
- Comienza un nuevo ciclo (nuevo producto / proceso)
- Se realizan cambios en las condiciones de funcionamiento.
- Se realiza un cambio en el diseño
- Se instituyen nuevas regulaciones
- Los comentarios de los clientes indican un problema
Usos
- Desarrollo de requisitos del sistema que minimizan la probabilidad de fallas.
- Desarrollo de diseños y sistemas de prueba para asegurar que las fallas hayan sido eliminadas o el riesgo se reduzca a un nivel aceptable.
- Desarrollo y evaluación de sistemas de diagnóstico
- Para ayudar con las opciones de diseño (análisis de compensaciones).
Ventajas
- Catalizador para el trabajo en equipo y el intercambio de ideas entre funciones
- Recopile información para reducir fallas futuras, capture el conocimiento de ingeniería
- Identificación temprana y eliminación de posibles modos de falla
- Enfatizar la prevención de problemas
- Cumplir con los requisitos legales (responsabilidad del producto)
- Mejorar la imagen y la competitividad de la empresa
- Mejorar el rendimiento de la producción
- Mejorar la calidad, confiabilidad y seguridad de un producto / proceso.
- Incrementar la satisfacción del usuario
- Maximizar el beneficio
- Minimice los cambios tardíos y el costo asociado
- Reducir el impacto en el margen de beneficio de la empresa
- Reducir el tiempo y el costo de desarrollo del sistema
- Reducir la posibilidad de que se produzca el mismo tipo de falla en el futuro.
- Reducir el potencial de problemas de garantía
Limitaciones
Si bien FMEA identifica peligros importantes en un sistema, sus resultados pueden no ser completos y el enfoque tiene limitaciones. [29] [30] [31] En el contexto de la atención médica, se ha encontrado que el AMEF y otros métodos de evaluación de riesgos, incluyendo SWIFT ( Técnica Estructurada de Y si ... ) y enfoques retrospectivos, tienen una validez limitada cuando se usan de forma aislada. Los desafíos en torno al alcance y los límites organizacionales parecen ser un factor importante en esta falta de validez. [29]
Si se usa como una herramienta de arriba hacia abajo , FMEA solo puede identificar modos de falla importantes en un sistema. El análisis de árbol de fallas (FTA) es más adecuado para el análisis "de arriba hacia abajo". Cuando se usa como una herramienta "de abajo hacia arriba", el AMEF puede aumentar o complementar el FTA e identificar muchas más causas y modos de falla que resultan en síntomas de alto nivel. No es capaz de descubrir modos de falla complejos que involucran múltiples fallas dentro de un subsistema, o informar los intervalos de falla esperados de modos de falla particulares hasta el subsistema o sistema de nivel superior. [ cita requerida ]
Además, la multiplicación de las clasificaciones de severidad, ocurrencia y detección puede resultar en inversiones de rango, donde un modo de falla menos grave recibe un RPN más alto que un modo de falla más grave. [32] La razón de esto es que las clasificaciones son números de escala ordinal y la multiplicación no está definida para números ordinales. Las clasificaciones ordinales solo dicen que una clasificación es mejor o peor que otra, pero no por cuánto. Por ejemplo, una clasificación de "2" puede no ser dos veces más severa que una clasificación de "1", o un "8" puede no ser dos veces más severa que un "4", pero la multiplicación los trata como si lo fueran. Consulte Nivel de medición para obtener más información. Se han propuesto varias soluciones a estos problemas, por ejemplo, el uso de lógica difusa como alternativa al modelo RPN clásico. [33] [34] [35] En el nuevo manual AIAG / VDA FMEA (2019), el enfoque RPN fue reemplazado por el AP (prioridad de acción). [36] [37] [23]
La hoja de trabajo de FMEA es difícil de producir, difícil de entender y leer, así como difícil de mantener. El uso de técnicas de redes neuronales para agrupar y visualizar modos de falla se sugirió a partir de 2010. [38] [39] [40] Un enfoque alternativo es combinar la tabla FMEA tradicional con un conjunto de diagramas de pajarita. Los diagramas proporcionan una visualización de las cadenas de causa y efecto, mientras que la tabla FMEA proporciona información detallada sobre eventos específicos. [41]
Tipos
- Funcional : antes de que se proporcionen las soluciones de diseño (o solo en un nivel alto), las funciones pueden evaluarse sobre los posibles efectos de fallas funcionales. Se pueden proponer mitigaciones generales (requisitos de "diseño a") para limitar las consecuencias de fallas funcionales o limitar la probabilidad de que ocurran en este desarrollo temprano. Se basa en un desglose funcional de un sistema. Este tipo también se puede utilizar para la evaluación de software.
- Diseño de Concepto / Hardware : análisis de sistemas o subsistemas en las primeras etapas del concepto de diseño para analizar los mecanismos de falla y fallas funcionales de nivel inferior, especialmente a diferentes soluciones de concepto con más detalle. Puede usarse en estudios de compensación.
- Diseño detallado / Hardware : análisis de productos antes de la producción. Estos son los FMEA más detallados (en MIL 1629 denominados Pieza-Pieza o Hardware FMEA) y se utilizan para identificar cualquier posible modo de falla de hardware (u otro) hasta el nivel de pieza más bajo. Debe basarse en el desglose del hardware (por ejemplo, la lista de materiales = lista de materiales). Cualquier efecto de falla Severidad, Prevención de fallas (Mitigación), Detección de fallas y Diagnóstico se pueden analizar completamente en este AMEF.
- Proceso : análisis de procesos de fabricación y montaje. Tanto la calidad como la confiabilidad pueden verse afectadas por fallas en el proceso. La entrada para este AMEF es, entre otros, un proceso de trabajo / Desglose de tareas.
Ver también
- Revisión de diseño basada en modo de falla
- Ocho disciplinas de resolución de problemas
- Causa de la falla
- Modo de falla, efectos y análisis de criticidad (FMECA) - Técnica sistemática para el análisis de fallas
- Modos de falla, efectos y análisis de diagnóstico (FMEDA)
- Tasa de fallas : frecuencia con la que falla un sistema o componente diseñado
- Análisis de árbol de fallas : sistema de análisis de fallas utilizado en ingeniería de seguridad e ingeniería de confiabilidad
- Análisis de peligros y puntos críticos de control : enfoque preventivo sistemático de la seguridad alimentaria
- Alta disponibilidad : sistemas con un alto tiempo de actividad, también conocido como "siempre en funcionamiento".
- Lista de métodos de análisis de materiales - artículo de la lista de Wikipedia
- Lista de recursos para pruebas de materiales
- Gráfico del programa de decisión de proceso
- Ingeniería de confiabilidad : Subdisciplina de ingeniería de sistemas que enfatiza la confiabilidad en la gestión del ciclo de vida de un producto o sistema.
- Evaluación de riesgos : estimación del riesgo asociado con la exposición a un conjunto determinado de peligros.
- Experto en la materia : una autoridad en un área o tema en particular.
- Métodos Taguchi: métodos estadísticos para mejorar la calidad de los productos manufacturados
Referencias
- ^ Teoría de la confiabilidad del sistema: modelos, métodos estadísticos y aplicaciones, Marvin Rausand y Arnljot Hoylan, serie de Wiley en probabilidad y estadística, segunda edición de 2004, página 88
- ^ Tay KM; Lim CP (2008). "n Sobre el uso de técnicas de inferencia difusa en modelos de evaluación: parte II: aplicaciones industriales". Optimización difusa y toma de decisiones . 7 (3): 283-302. doi : 10.1007 / s10700-008-9037-y . S2CID 12269658 .
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