Comment faire une analyse des modes de défaillance et de leurs effets FEA

Toute action que nous entreprenons est soumise à un degré d’incertitude, donc elle comporte un risque. Nous avons déjà mentionné que le risque est l’effet de l’incertitude et cet effet peut être positif (certains l’appellent opportunité) ou négatif.

Il existe plusieurs outils pour la gestion du risque et l’un d’entre eux est l’analyse des modes de défaillance et de leurs effets.

Aujourd’hui, nous parlerons du concept de l’analyse des modes de défaillance et de leurs effets, de ses avantages et de ses inconvénients, des types d’analyse des modes de défaillance et de leur mode de réalisation, y compris les étapes qui la composent. Bien sûr, nous inclurons un exemple pratique qui vous guidera ensuite dans votre propre analyse des modes de défaillance et des effets.

Démarrons !

Qu’est-ce que l’analyse des modes de défaillance et de leurs effets

Aussi connue sous son acronyme FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), l’analyse des modes de défaillance et de leurs effets se définit comme une procédure de détection des risques à partir de l’analyse des défaillances potentielles, permettant la mise en œuvre d’actions pour prévenir l’apparition des défaillances et améliorer la qualité.

Et si le concept n’est toujours pas clair pour vous, essayez de décomposer chaque mot :

L’analyse par éléments finis répond donc aux questions suivantes : comment le système, le produit ou le processus peut-il échouer ? Que se passe-t-il ensuite ?

Avantages et inconvénients de l’analyse par éléments finis

Comme une des nombreuses techniques de gestion des risques et d’amélioration de la qualité, nous pouvons la différencier par les avantages et les inconvénients qu’elle présente par rapport aux autres.

Il existe de nombreux avantages et bénéfices de l’analyse FEA, mais je crois qu’ils s’inscrivent tous dans les 4 suivants :

• Augmente l’efficacité des processus : atteint l’objectif avec moins de ressources.
• Réduit les coûts de maintenance et ceux associés aux erreurs.
• Améliore la satisfaction des clients en leur évitant de recevoir des produits ou des services défectueux ou ne répondant pas à leurs exigences.
• Maintient les connaissances de l’entreprise car il s’agit d’une méthode documentée.

Comme vous pouvez le constater, ce sont des avantages assez importants. C’est pourquoi elle est largement utilisée pour la mise en œuvre des systèmes de gestion de la continuité des activités (ISO 22301) ou des systèmes de gestion de la qualité (ISO 9001), pour n’en citer que deux.

D’autres auteurs ont souligné les inconvénients de l’AEF, bien que je préfère les appeler des limitations, dont certaines sont très techniques. Hu-Chen dans son livre en résume plusieurs en mentionnant que :

• Les classements basés sur la gravité, l’occurrence et les facteurs de détection sont pondérés de manière égale, ce qui peut conduire à ce qu’un mode de défaillance qui, par exemple, a une gravité élevée ait un NPR inférieur, indépendamment du fait qu’il devrait être prioritaire d’exécuter des actions correctives étant donné la gravité de la défaillance.
• Le succès de l’analyse des modes de défaillance et de leurs effets est déterminé par l’expérience et la connaissance des membres du produit, du processus ou du système analysé.
• Des NPR de même valeur peuvent être générés malgré des combinaisons différentes de gravité, d’occurrence et de détection.
• Le calcul mathématique des NPR est sensible aux variations de gravité, d’occurrence et de détection.
• La NPR se limite aux risques associés à la sécurité et ne prend pas en compte d’autres facteurs de risque tels que les facteurs économiques.

Types d’AEF

Selon l’approche d’application de l’analyse modale et des effets de la défaillance, il existe différents types d’AEF. Nous avons déjà mentionné que la méthodologie FEA peut être appliquée à un processus, un produit ou un système.

Analyse des modes de défaillance et des effets du système (SFMEA)

Analyse des modes de défaillance et des effets du logiciel. Le S au début de l’acronyme est révélateur. Il s’agit d’une analyse visant à prévenir d’éventuelles défaillances dans le développement de logiciels en s’assurant que les différents composants (fonctions, interface utilisateur, maintenance, etc.) sont compatibles et fonctionnent comme prévu.

Analyse des modes de défaillance et de leurs effets (DFMEA)

Analyse des modes de défaillance et de leurs effets. Je préfère l’appeler FEA de produit. L’analyse vise à identifier les risques dans une nouvelle conception ou une modification d’un produit ou d’un service.

Analyse des modes de défaillance des processus (PFMEA)

Analyse des modes de défaillance des processus et de leurs effets. Elle examine chaque étape d’un processus pour identifier les risques et les défaillances provenant de différentes sources, les plus courantes, les fameux M (Manpower, materials, machinery, measurement, environment) dont nous avons déjà parlé dans Ingenio Empresa ici.

Comment faire une AMDEF

Il n’y a pas d’étapes définies pour faire une AMDEF ou un nombre spécifique d’étapes. La méthodologie varie d’un auteur à l’autre mais elles sont toutes basées sur la même chose et mènent à la même chose.

Nous allons aborder un exemple d’AEF à travers un processus de fabrication de livres.

Etape 1 : Objet d’application et informations préalables

Nous ne pouvons pas intervenir sur un système, un processus ou un produit sans informations préalables, par exemple des diagrammes, des spécifications, des dessins de conception, etc. Dans cette étape, nous devons disposer d’une cartographie des activités qui sont réalisées dans le cas d’un processus ou d’un produit, ou des parties dans le cas d’un système. La quantité d’informations varie en fonction de la complexité de l’objet d’application et du stade auquel il se trouve.

Par exemple, plus d’informations peuvent être nécessaires dans la fabrication d’un nouveau modèle de machine à laver que dans la modification d’un modèle existant, déjà créé et commercialisé.

Autre exemple : dans un processus déjà établi, il faudra avoir cartographié ou schématisé les activités qui le composent. Les outils déjà mis en œuvre, tels que l’organigramme, le SIPOC ou le diagramme de flux, seront très utiles pour commencer.

Note : Par objet d’application, j’entends le système, le produit ou le processus auquel une AEF est appliquée.

Poursuivons avec notre exemple du processus de fabrication des livres :

Étape 2 : réunir l’équipe

Nous ne pouvons pas effectuer une analyse par éléments finis sans une équipe qui a une connaissance de l’objet de l’application.

Il n’est pas nécessaire que toute l’équipe ait une connaissance du MEA s’il y a un chef d’équipe, ce qui est recommandé. Ce leader sera la personne qui guidera les réunions et documentera l’analyse, sa connaissance de la méthodologie doit donc être approfondie.

Il peut être nécessaire que l’équipe ait des profils différents selon le stade de l’objet d’application et l’expérience avec celui-ci. Par exemple, du personnel opérationnel pour la fabrication d’un produit laitier et du personnel logistique pour son transport. Avoir du personnel qui a des contacts avec le client peut aussi être utile, selon le cas.

Etape 3 : Description des éléments

La description des éléments à analyser peut être différente selon la perspective que l’on utilise. Bien que, ma recommandation est de les utiliser tous.

• Dans la perspective du composant, nous prendrons chacun des composants (redondance) de la machine pour notre analyse FEA.
• Dans la perspective du facteur de défaillance, nous essayerons de détecter les défaillances selon leur classification. Par exemple, ceux qui affectent la santé du client ou du travailleur seraient classés comme des défaillances associées au facteur santé.
• Dans la perspective de la séquence d’activités, nous utilisons la cartographie des activités pour identifier la défaillance potentielle dans la traçabilité du produit ou du service.

La description des éléments se fait généralement à l’aide de la séquence. Il est également recommandé d’utiliser d’autres perspectives. Par exemple, lors de l’analyse du tour, l’utilisation d’une perspective de séquence d’activités peut manquer des défaillances potentielles associées à ses composants.

Pour notre exemple, nous utiliserons la séquence d’activités :

Étape 4 : Déterminer les modes de défaillance

Dans ce type d’analyse, ce que l’on obtient en premier lieu, ce sont les modes de défaillance qui se sont déjà produits. S’ils ne sont pas déjà documentés, ils doivent l’être.

L’étape suivante consiste, à partir des différentes perspectives de l’étape 3, à identifier les modes de défaillance potentiels. Par modes d’échec, j’entends les façons dont un produit, un processus ou un service ne répond pas aux exigences.

Par exemple :

• Un échec du point de vue du processus pourrait être : Échelle hors d’ajustement pour le poids du matériel.
• Un échec du point de vue du produit peut être : Chaise tachée sur la jambe droite.
• Une faute du point de vue du système est : le logiciel se bloque en raison de demandes excessives.
• Une faute du point de vue du système est : le logiciel se bloque en raison de demandes excessives.

Modes de défaillance dans le processus exemple:

Etape 5 : Déterminer les effets des modes de défaillance

Pour chacun des modes de défaillance identifiés (potentiels et déjà survenus), nous devons déterminer les effets qu’il génère. Par effets, j’entends la conséquence sur le client ou les processus en aval.

Par exemple :

• Défaillance potentielle : barème hors ajustement pour le poids du matériau.
• Effet potentiel : le poids du matériau n’est pas celui convenu avec le client.

Il est important que lors de la détermination des effets, nous nous concentrions sur les effets immédiats et non sur les effets en aval ou catastrophiques. Une balance mal alignée peut entraîner le mécontentement du client si le matériel arrive chez lui, mais ce n’est pas l’effet immédiat. L’effet immédiat est que le matériau ne pèsera pas comme convenu avec le client.

Étape 6 : Évaluation de la gravité

Aussi appelée gravité, la gravité est généralement évaluée sur une échelle de 1 à 10, 1 étant négligeable et 10 étant catastrophique.

Le tableau de gravité suivant peut vous guider dans l’attribution d’une note:

Il est possible qu’un mode de défaillance ait plus d’un effet, il faut donc considérer l’effet qui génère la plus grande gravité.

Pour notre exemple :

Etape 7 : Détermination des causes

Pour chaque mode de défaillance, nous devons déterminer les causes qui le génèrent. Les outils d’analyse des causes tels que le diagramme d’Ishikawa, Pareto ou 5 Pourquoi seront très utiles.

Cette étape est très importante car, en trouvant la cause des risques potentiels, l’activité aura plus de chances de générer de bons résultats.

Les causes de l’exemple d’analyse par éléments finis dont nous avons discuté:

Etape 8 : Cote d’occurrence

Nous déterminons maintenant le taux d’occurrence ou de fréquence, qui est simplement la probabilité estimée qu’une défaillance se produise pour la cause notée. Comme la gravité, l’occurrence est généralement classée sur une échelle de 1 à 10, 1 étant très peu probable et 10 étant inévitable.

Un guide pour la cotation de l’occurrence est:

L’occurrence apportée à l’exemple que nous discutons:

Étape 9 : Identifier les contrôles

À partir des causes déjà notées, nous identifions maintenant les contrôles. Par contrôles, j’entends les procédures, actions, mécanismes ou tests actuellement employés pour empêcher les défaillances d’être générées et d’atteindre le client ou les processus du client.

Les contrôles peuvent viser à 1) détecter la défaillance après qu’elle se soit produite mais avant qu’elle n’atteigne le client, 2) empêcher la cause d’être générée, ou 3) réduire la probabilité que la cause se produise.

Pour notre exemple :

Étape 10 : Évaluation du degré de détection des contrôles

Nous attribuons maintenant le degré de détection à chaque contrôle, c’est-à-dire que nous allons estimer dans quelle mesure les contrôles identifiés peuvent détecter une cause ou son mode de défaillance après qu’elle a été générée mais avant qu’elle n’atteigne le client. Il est également noté sur une échelle de 1 à 10, 1 étant un contrôle pour lequel il est certain que la défaillance sera détectée et 10 étant un contrôle pour lequel il est certain qu’elle ne sera PAS détectée.

Dans une image:

Dans l’image suivante, je joins le degré de détection des contrôles:

Étape 11 : Calculer le numéro de risque prioritaire (PRN)

Le numéro de risque prioritaire est obtenu en multipliant le degré de gravité, d’occurrence et de détection.

NPR = Degré de gravité * Degré d’occurrence * Degré de détection

Le numéro de priorité du risque est calculé pour hiérarchiser les modes de défaillance et leurs causes. Si vous regardez notre exemple, les modes de défaillance avec le NPR le plus élevé sont l’erreur de frappe et le bourrage papier.

Step 12 : Taking Actions

La dernière étape consiste à prendre des mesures. Ces actions peuvent viser à modifier la conception ou le processus afin de réduire la gravité ou l’occurrence. Il peut également s’agir de contrôles supplémentaires pour augmenter le degré de détection. En d’autres termes, les actions peuvent se concentrer sur les défaillances, les causes ou les contrôles.

L’efficacité des actions dépend largement de leur planification. C’est là que des outils tels que 5W + 2H s’avèrent utiles. Au minimum, nous devrions définir :

• Ce qu’il faut faire
• Parties responsables
• Temps
• Ressources nécessaires
• Lieux

Il n’est cependant pas nécessaire de détailler tout cela dans le document de l’AEF. Il suffit d’inclure ce qui doit être fait.

Étape 13 : Le nouveau NPR

Chaque fois qu’une action est mise en œuvre, il est utile de calculer le nouveau NPR pour déterminer si l’action a été efficace. Nous disons qu’une action a été efficace lorsque le résultat pour lequel elle a été ouverte est atteint. Par conséquent, si le NPR est réduit, l’action est efficace.

Exemple d’AMEF

Avec tout cela, le processus de fabrication du livre que nous utilisons comme exemple d’analyse des modes de défaillance et des effets se présente comme suit :

Quand effectuer une analyse AMEF

L’analyse des modes de défaillance et des effets ne demande que de la volonté pour être utilisée. Il s’agit d’une analyse qui est mise à jour dynamiquement là où elle est appliquée, il n’y a donc pas de moment précis pour effectuer une AÉF.

Cependant, il existe des scénarios dans lesquels il est pratique d’utiliser cet outil, par exemple :

• Mise en œuvre de systèmes de gestion qui nécessitent une analyse des risques.
• Par les exigences des clients, par exemple lorsqu’ils ont besoin que la continuité d’un service soit garantie.
• Conception de nouveaux produits, services, processus ou logiciels.
• Erreurs répétées dans un processus de production ou de prestation de services.
• Programmes de maintenance.
• Documentation des processus.

Télécharger le format avec l’exemple d’analyse des modes de défaillance

Cliquez ici pour télécharger le format construit pour réaliser l’exemple d’analyse des modes de défaillance et des effets

Source:

Liu, Hu-Chen. (2016). AMDE : Utilisation des théories de l’incertitude et des méthodes de la GCDM. Springer SIngapore, ed 1.

Neufelder, A. M. (2010). Aperçu de l’analyse des modes de défaillance et des effets des logiciels. Consulté le 25 juillet 2020, à partir de http://www.softrel.com/fmea%20overview.pdf

Bellovi, M. (2004). NTP 679 : Analyse des modes de défaillance et de leurs effets. AMDE. Consulté le 25 juillet 2020, de https://www.insst.es/documents/94886/326775/ntp_679.pdf/3f2a81e3-531c-4daa-bfc2-2abd3aaba4ba

Zuñiga Rodríguez, A. (31 janvier 2018). Analyse des modes de défaillance et de leurs effets AMDE : approches visant à améliorer la hiérarchisation des modes de défaillance. Consulté le 25 juillet 2020, à partir de http://planetrams.iusiani.ulpgc.es/?p=2940&lang=fr

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