How to do a Failure Mode and Effect Analysis FEA

Kaikkiin toimenpiteisiin, joihin ryhdymme, liittyy epävarmuutta, joten niihin liittyy riski. Olemme jo maininneet, että riski on epävarmuuden vaikutus, ja tämä vaikutus voi olla joko positiivinen (jotkut kutsuvat sitä mahdollisuudeksi) tai negatiivinen.

Riskien hallintaan on olemassa useita työkaluja, ja yksi niistä on vikaantumistapa- ja vaikutusanalyysi.

Tänään puhumme vikaantumistapa- ja vaikutusanalyysin (FEA) käsitteestä, sen hyödyistä ja haitoista, siitä, millaisia FEA-analyysityyppejä on olemassa, ja siitä, miten FEA:n tekeminen suoritetaan, mukaan lukien vaiheet, jotka muodostavat FEMAn. Tietenkin liitämme mukaan käytännön esimerkin, joka sitten opastaa sinua oman vikaantumistapa- ja vaikutusanalyysisi tekemisessä.

Lähdetään liikkeelle!

Mitä on vikaantumistapa- ja vaikutusanalyysi

Vikaantumistapa- ja vaikutusanalyysi tunnetaan myös lyhenteellä FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), vikaantumistapa- ja vaikutusanalyysi määritellään menettelyksi, jonka avulla havaitaan riskit mahdollisten vikojen analysoinnista ja jonka avulla voidaan toteuttaa toimia, joilla estetään vikojen esiintyminen ja parannetaan laatua.

Jos käsite ei vieläkään ole sinulle selvä, yritä purkaa kukin sana:

FEA vastaa siis kysymyksiin: Miten järjestelmä, tuote tai prosessi voi epäonnistua? Mitä tapahtuu seuraavaksi?

FEA-analyysin edut ja haitat

Ensinä monista riskienhallinnan ja laadunparannuksen tekniikoista voimme erottaa FEA-analyysin edut ja haitat muihin verrattuna.

FEA-analyysin etuja ja hyötyjä on monia, mutta uskon, että ne kaikki sopivat seuraavaan 4:ään:

• Lisää prosessin tehokkuutta: tavoite saavutetaan vähemmillä resursseilla.
• Vähentää kunnossapitokustannuksia ja virheisiin liittyviä kustannuksia.
• Parantaa asiakastyytyväisyyttä estämällä heitä saamasta viallisia tuotteita tai palveluita tai sellaisia, jotka eivät täytä heidän vaatimuksiaan.
• Pitää yllä yrityksen tietämystä, koska kyseessä on dokumentoitu menetelmä.

Kuten huomaat, nämä ovat varsin tärkeitä etuja. Näin ollen sitä käytetään laajalti liiketoiminnan jatkuvuuden hallintajärjestelmien (ISO 22301) tai laadunhallintajärjestelmien (ISO 9001) toteuttamisessa, vain kaksi mainitakseni.

Muut kirjoittajat ovat tuoneet esiin FEA:n haittoja, vaikka itse kutsun niitä mieluummin rajoituksiksi, joista osa on hyvin teknisiä. Hu-Chen kirjassaan tiivistää monet niistä mainitsemalla, että:

• Vakavuuteen, esiintymiseen ja havaitsemiseen perustuvia tekijöitä painotetaan yhtä paljon, mikä voi johtaa siihen, että esimerkiksi vikatilalla, jonka vakavuus on suuri, on alhaisempi NPR, huolimatta siitä, että vian vakavuuden vuoksi korjaavien toimien toteuttamisen pitäisi olla ensisijaista.
• Vikaantumistapa- ja vaikutusanalyysin onnistuminen riippuu jäsenten kokemuksesta ja tietämyksestä analysoitavasta tuotteesta, prosessista tai järjestelmästä.
• NPR:t, joilla on sama arvo, voidaan tuottaa, vaikka vakavuuden, esiintymisen ja havaitsemisen yhdistelmät vaihtelevat.
• NPR:ien matemaattinen laskenta on herkkä vakavuuden, esiintymisen ja havaitsemisen vaihtelulle.
• NPR rajoittuu turvallisuuteen liittyviin riskeihin eikä ota huomioon muita riskitekijöitä, kuten taloudellisia riskejä.

FEA:n tyypit

Vikaantumismuoto- ja vaikutusanalyysin sovelluslähestymistavasta riippuen on olemassa erityyppisiä FEA:ta. Olemme jo maininneet, että FEA-menetelmää voidaan soveltaa prosessiin, tuotteeseen tai järjestelmään.

Systeemin FEA (SFMEA)

Ohjelmiston vikaantumistapa- ja vaikutusanalyysi. Lyhenteen alussa oleva S-kirjain on kuvaava. Se on analyysi, jonka tarkoituksena on ehkäistä ohjelmistokehityksessä mahdollisesti ilmeneviä virheitä varmistamalla, että eri komponentit (toiminnot, käyttöliittymä, ylläpito jne.) ovat yhteensopivia ja toimivat odotetulla tavalla.

Suunnittelun vianmääritysanalyysi (DFMEA)

Suunnittelun vikamuotojen ja vaikutusten analyysi. Kutsun sitä mieluummin tuotteen FEA:ksi. Analyysin tarkoituksena on tunnistaa riskit uudessa suunnittelussa tai tuotteen tai palvelun muutoksessa.

Prosessin FEA (PFMEA)

Prosessin vikatilojen ja vaikutusten analyysi. Siinä tarkastellaan prosessin jokaista vaihetta riskien ja vikojen tunnistamiseksi eri lähteistä, joista yleisimmät ovat kuuluisat M:t (Manpower, Materials, Machinery, Measurement, Environment), joita olemme jo käsitelleet Ingenio Empresa -julkaisussa.

How to do a PFMEA

PFMEA:n tekemiselle ei ole määriteltyjä vaiheita tai tiettyä vaiheiden määrää. Menetelmät vaihtelevat kirjoittajakohtaisesti, mutta ne kaikki perustuvat samaan asiaan ja johtavat samaan.

Keskustelemme esimerkin FEA:sta kirjan valmistusprosessin kautta.

Vaihe 1: Sovelluskohde ja ennakkotieto

Emme voi puuttua järjestelmään, prosessiin tai tuotteeseen ilman ennakkotietoa, esim. kaavioita, spesifikaatioita, suunnittelupiirustuksia jne. Tässä vaiheessa on kartoitettava toiminnot, jotka suoritetaan, jos kyseessä on prosessi tai tuote, tai osat, jos kyseessä on järjestelmä. Tietojen määrä vaihtelee sovelluskohteen monimutkaisuuden ja sen mukaan, missä vaiheessa se on.

Esimerkiksi uuden pesukonemallin valmistuksessa saatetaan tarvita enemmän tietoa kuin olemassa olevan, jo luodun ja markkinoille saatetun mallin muokkauksessa.

Toinen esimerkki: Jo vakiintuneessa prosessissa on tarpeen kartoittaa tai laatia kaavio sen muodostavista toiminnoista. Jo käytössä olevat työkalut, kuten vuokaavio, SIPOC tai vuokaavio, ovat erittäin hyödyllisiä aluksi.

Huomautus: Sovelluskohteella tarkoitan järjestelmää, tuotetta tai prosessia, johon FEA:ta sovelletaan.

Jatketaan esimerkissämme kirjan valmistusprosessista:

Vaihe 2: Tiimin kokoaminen

Emmekä voi suorittaa FEA-analyysiä ilman tiimiä, jolla on tietoa sovelluskohteesta.

Koko tiimin ei tarvitse tuntea MEA:ta, jos tiimillä on tiiminvetäjä, mikä on suositeltavaa. Tämä johtaja ohjaa kokouksia ja dokumentoi analyysin, joten hänen tietämyksensä metodologiasta on oltava syvällistä.

Voi olla tarpeen, että ryhmällä on erilaisia profiileja riippuen sovelluskohteen vaiheesta ja siitä saadusta kokemuksesta. Esimerkiksi meijerituotteen valmistuksen operatiivinen henkilöstö ja sen kuljetuksen logistiikkahenkilöstö. Tapauksesta riippuen voi myös olla hyödyllistä, että mukana on henkilökuntaa, joka on yhteydessä asiakkaaseen.

Vaihe 3: Kohteiden kuvaus

Analysoitavien kohteiden kuvaus voi olla erilainen riippuen siitä, mitä näkökulmaa käytetään. Suosittelen kuitenkin käyttämään niitä kaikkia.

• Komponenttinäkökulmasta otamme FEA-analyysissämme huomioon koneen jokaisen komponentin (redundanssi).
• Vikaantumistekijänäkökulmasta pyrimme havaitsemaan viat niiden luokittelun mukaan. Osassa analysoidaan sänkyä, takatukkia ja työkalunpidintä, jotka ovat sorvin osatekijöitä. Vikatekijässä analysoimme, miten työntekijän terveyteen tai tuotteen laatuun liittyviä vikoja voi esiintyä sorvia käytettäessä.

  Kohteiden kuvaaminen tapahtuu yleensä järjestyksen avulla. Myös muiden näkökulmien käyttäminen on suositeltavaa. Esimerkiksi sorvia analysoitaessa toimintojen järjestys -näkökulman käyttäminen saattaa jättää huomiotta sen komponentteihin liittyvät mahdolliset vikaantumiset.

  Esimerkissämme käytämme toimintojen järjestystä:

  

  Vaihe 4: Määritä vikaantumismuodot

  Tämän tyyppisessä analyysissä saadaan ensimmäiseksi esiin vikaantumismuodot, jotka ovat jo esiintyneet. Jos niitä ei ole vielä dokumentoitu, ne on dokumentoitava.

  Seuraavana vaiheena on vaiheen 3 eri näkökulmista tunnistaa mahdolliset vikatilanteet. Vikaantumistavoilla tarkoitan tapoja, joilla tuote, prosessi tai palvelu ei täytä vaatimuksia.

  Esimerkiksi:

  • Vikaantuminen prosessin näkökulmasta voi olla: Vaa’alla ei ole materiaalin painon säätöä.
  • Vika tuotteen näkökulmasta voi olla: Tahrattu tuolin oikea jalka.
  • Vika järjestelmän näkökulmasta on: Ohjelmisto kaatuu liiallisista pyynnöistä johtuen.
  • Vika järjestelmän näkökulmasta on: Ohjelmisto kaatuu liiallisista pyynnöistä johtuen.

  Vikaantumismuodot esimerkkiprosessissa:

  

  Vaihe 5: Määritä vikaantumismuotojen vaikutukset

  Kullekin tunnistetulle vikaantumismuodolle (potentiaaliselle ja jo tapahtuneelle vikaantumismuodolle) on määriteltävä sen tuottamat vaikutukset. Vaikutuksilla tarkoitan seurausta asiakkaalle tai myöhempiin prosesseihin.

  Esimerkiksi:

  • Potentiaalinen epäonnistuminen: Materiaalin painon mukauttamatta jättäminen asteikolla.
  • Potentiaalinen vaikutus: Materiaalin paino ei ole asiakkaan kanssa sovitun kaltainen.

  Vaikutusten määrittelyssä on tärkeää, että keskitytään välittömiin vaikutuksiin eikä myöhempiin vaikutuksiin tai katastrofaalisiin vaikutuksiin. Väärin kohdistettu tasapaino voi johtaa asiakkaan tyytymättömyyteen, jos materiaali saapuu asiakkaan kotiin, mutta se ei ole sen välitön vaikutus. Välitön vaikutus on, että materiaali ei paina asiakkaan kanssa sovitulla tavalla.

  

  Vaihe 6: Vakavuusluokitus

  Nimeltään vakavuus, vakavuus luokitellaan tavallisesti asteikolla 1-10, jossa 1 on vähäpätöinen ja 10 on katastrofaalinen.

  Seuraavasta vakavuustaulukosta voi saada apua luokituksen antamisessa:

  

  Vikaantumistilalla voi olla useampi kuin yksi vaikutus, joten ota huomioon vaikutus, joka aiheuttaa suurimman vakavuuden.

  Esimerkissämme:

  

  Vaihe 7: Syiden määrittäminen

  Kunkin vikaantumismuodon osalta on määritettävä syyt, jotka aiheuttavat sen. Syyanalyysityökalut, kuten Ishikawa-kaavio, Pareto-kaavio tai 5 miksi -kaavio, ovat erittäin hyödyllisiä.

  Tämä vaihe on erittäin tärkeä, koska kun löydetään mahdollisten riskien syyt, toiminta tuottaa todennäköisemmin hyviä tuloksia.

  Keskustelemamme FEA-esimerkin syyt:

  

  Vaihe 8: Esiintymistiheysluokitus

  Määritämme nyt esiintymis- tai esiintymistiheyden, joka on yksinkertaisesti arvioitu todennäköisyys vikaantumiselle havaitun syyn osalta. Kuten vakavuus, myös esiintyvyys luokitellaan yleensä asteikolla 1-10, jossa 1 on hyvin epätodennäköinen ja 10 väistämätön.

  Esiintymistapahtumien luokittelun opas on:

  

  Esiintymistapahtuma toi käsiteltävään esimerkkiin:

  

  Vaihe 9: Tunnista kontrollit

  Nyt jo havaittujen syiden perusteella tunnistetaan nyt kontrollit. Valvonnalla tarkoitan menettelyjä, toimia, mekanismeja tai testejä, joita tällä hetkellä käytetään estämään vikojen syntyminen ja niiden päätyminen asiakkaalle tai asiakkaan prosesseihin.

  Valvonnalla voidaan pyrkiä 1) havaitsemaan vika sen jälkeen, kun se on jo tapahtunut, mutta ennen kuin se päätyy asiakkaalle, 2) estämään syyn syntyminen tai 3) vähentämään syyn esiintymisen todennäköisyyttä.

  Esimerkissämme:

  

  Vaihe 10: Arvioidaan kontrollin havaitsemisaste

  Nyt annamme kullekin kontrollille havaitsemisasteen, eli arvioimme, kuinka hyvin tunnistetut kontrollit pystyvät havaitsemaan syyn tai sen vikaantumismuodon sen jälkeen, kun se on syntynyt, mutta ennen kuin se saapuu asiakkaalle. Se luokitellaan myös asteikolla 1-10, jossa 1 on valvonta, jossa vika havaitaan varmasti, ja 10 on valvonta, jossa sitä EI varmasti havaita.

  Kuvassa:

  

  Seuraavaan kuvaan liitän valvontakeinojen havaitsemisasteen:

  

  Vaihe 11: Lasketaan ensisijaisen riskin numero (PRN)

  Prioriteettiriskin numero saadaan kertomalla vakavuusaste, esiintymisaste ja havaitsemisaste.

  NPR = Vakavuusaste * Esiintymisaste * Havaitsemisaste

  Riskin prioriteettiluku lasketaan vikatilojen ja niiden syiden priorisoimiseksi. Jos tarkastellaan esimerkkiämme, vikatilat, joissa NPR on korkein, ovat kirjoitusvirhe ja paperitukos.

  

  Vaihe 12: Toimenpiteiden toteuttaminen

  Viimeinen vaihe koostuu toimenpiteiden toteuttamisesta. Näillä toimilla voidaan pyrkiä muuttamaan suunnittelua tai prosessia vakavuuden tai esiintyvyyden vähentämiseksi. Ne voivat olla myös lisätarkastuksia havaitsemisasteen lisäämiseksi. Toisin sanoen toimet voivat kohdistua vikoihin, syihin tai valvontaan.

  Toimien tehokkuus riippuu suurelta osin niiden suunnittelusta. Tässä tilanteessa 5W + 2H:n kaltaiset työkalut ovat käteviä. Vähintäänkin meidän pitäisi määritellä:

  • Mitä on tehtävä
  • Vastaavat tahot
  • Ajat
  • Tarvittavat resurssit
  • Sijoituspaikat

  Kaikkea tätä ei kuitenkaan tarvitse eritellä yksityiskohtaisesti FEA-asiakirjassa. Pelkkä maininta siitä, mitä on tehtävä, riittää.

  

  Vaihe 13: Uusi NPR

  Joka kerta, kun toimenpide toteutetaan, on hyödyllistä laskea uusi NPR, jotta voidaan määrittää, oliko toimenpide tehokas. Sanomme, että toiminta on ollut tehokasta, kun tulos, jota varten se käynnistettiin, on saavutettu. Näin ollen, jos NPR-arvoa alennetaan, toimenpide on tehokas.

  

  Esimerkki AMEF

  Kun kaikki tämä on tehty, kirjan tekoprosessi, jota käytämme esimerkkinä vikaantumistapa- ja vaikutusanalyysista, näyttää seuraavalta:

  

  Milloin AMEF-analyysi suoritetaan

  Vikaantumistapa- ja vaikutusanalyysi vaatii vain halukkuutta käyttää sitä. Kyseessä on analyysi, joka päivittyy dynaamisesti siinä vaiheessa, kun sitä sovelletaan, joten FEA:n tekemiseen ei ole tiettyä aikaa.

  On kuitenkin olemassa skenaarioita, joissa tätä työkalua on tarkoituksenmukaista käyttää, esimerkiksi:

  • Johtamisjärjestelmien käyttöönotto, joka edellyttää riskianalyysiä.
  • Asiakkaiden vaatimuksesta, esimerkiksi silloin, kun heidän on taattava palvelun jatkuvuus.
  • Uusiiden tuotteiden, palveluiden, prosessien tai ohjelmistojen suunnittelu.
  • Toistuvat virheet tuotantoprosessissa tai palvelun toimittamisessa.
  • Kunnossapito-ohjelmat.
  • Prosessin dokumentointi.

  Download format with example of FEA

  Click here to download the format constructed to perform the example of Failure Mode and Effect Analysis

  Source:

  Liu, Hu-Chen. (2016). FMEA: epävarmuusteorioiden ja MCDM-menetelmien käyttö. Springer SIngapore, ed 1.

  Neufelder, A. M. (2010). Ohjelmiston vikamuotojen ja vaikutusten analyysi Yleiskatsaus. Haettu 25. heinäkuuta 2020 osoitteesta http://www.softrel.com/fmea%20overview.pdf

  Bellovi, M. (2004). NTP 679: Vikaantumistapojen ja vaikutusten analyysi. FMEA. Haettu 25. heinäkuuta 2020 osoitteesta https://www.insst.es/documents/94886/326775/ntp_679.pdf/3f2a81e3-531c-4daa-bfc2-2abd3aaba4ba

  Zuñiga Rodríguez, A. (31. tammikuuta 2018). Vikatila-analyysi ja sen vaikutukset FMEA: lähestymistavat vikatilojen priorisoinnin parantamiseksi. Haettu 25. heinäkuuta 2020 osoitteesta http://planetrams.iusiani.ulpgc.es/?p=2940&lang=en

  .