Come fare una Failure Mode and Effect Analysis FEA

Ogni azione che facciamo è soggetta a un grado di incertezza, quindi comporta un rischio. Abbiamo già detto che il rischio è l’effetto dell’incertezza e questo effetto può essere positivo (alcuni lo chiamano opportunità) o negativo.

Ci sono diversi strumenti per la gestione del rischio e uno di questi è la failure mode and effect analysis.

Oggi parleremo del concetto di FEA, dei suoi benefici e svantaggi, quali tipi di FEA esistono e come si fa, incluse le fasi che la compongono. Naturalmente, includeremo un esempio pratico che vi guiderà attraverso la vostra Failure Mode and Effect Analysis.

Iniziamo!

Che cos’è l’analisi dei modi e degli effetti dei guasti

Conosciuta anche con il suo acronimo FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), l’analisi dei modi e degli effetti dei guasti è definita come una procedura di rilevamento dei rischi basata sull’analisi dei potenziali guasti, che permette l’attuazione di azioni per prevenire i guasti e migliorare la qualità.

E se il concetto non vi è ancora chiaro, provate a scomporre ogni parola:

FEA risponde quindi alle domande: Come può fallire il sistema, il prodotto o il processo? Cosa succede dopo?

Svantaggi e svantaggi dell’analisi FEA

Come una delle tante tecniche di gestione del rischio e di miglioramento della qualità, possiamo differenziarla per i vantaggi e gli svantaggi che presenta rispetto alle altre.

Ci sono molti benefici e vantaggi dell’analisi FEA, ma credo che tutti rientrino nei seguenti 4:

• Aumenta l’efficacia del processo: raggiunge l’obiettivo con meno risorse.
• Riduce i costi di manutenzione e quelli associati agli errori.
• Migliora la soddisfazione dei clienti impedendo loro di ricevere prodotti o servizi difettosi o che non soddisfano i loro requisiti.
• Mantiene la conoscenza dell’azienda poiché è un metodo documentato.

Come potete vedere, questi sono vantaggi abbastanza importanti. Quindi, è ampiamente utilizzato per l’implementazione dei sistemi di gestione della continuità aziendale (ISO 22301) o dei sistemi di gestione della qualità (ISO 9001), per citarne solo due.

Altri autori hanno sottolineato gli svantaggi del FEA, anche se io preferisco chiamarli limiti, alcuni dei quali molto tecnici. Hu-Chen nel suo libro riassume molti di loro menzionando che:

• Le classificazioni basate sulla gravità, l’occorrenza e i fattori di rilevamento sono ugualmente ponderati, il che può portare a una modalità di guasto che, per esempio, ha una gravità elevata avendo un NPR inferiore, indipendentemente dal fatto che dovrebbe essere una priorità per eseguire azioni correttive data la gravità del guasto.
• Il successo dell’analisi dei modi e degli effetti del fallimento è determinato dall’esperienza dei membri e dalla conoscenza del prodotto, processo o sistema analizzato.
• I NPR con lo stesso valore possono essere generati pur avendo diverse combinazioni di gravità, occorrenza e rilevamento.
• Il calcolo matematico degli NPR è sensibile alla variazione di gravità, occorrenza e rilevamento.
• L’NPR si limita ai rischi associati alla sicurezza e non considera altri fattori di rischio come quelli economici.

Tipi di FEA

A seconda dell’approccio di applicazione della Failure Modal and Effects Analysis, ci sono diversi tipi di FEA. Abbiamo già detto che la metodologia FEA può essere applicata a un processo, prodotto o sistema.

System FEA (SFMEA)

Software Failure Mode and Effect Analysis. La S all’inizio dell’acronimo è eloquente. È un’analisi che mira a prevenire possibili fallimenti nello sviluppo del software assicurando che i diversi componenti (funzioni, interfaccia utente, manutenzione, ecc.) siano compatibili e funzionino come previsto.

Design FEA (DFMEA)

Design Failure Mode and Effects Analysis. Preferisco chiamarla FEA di prodotto. L’analisi ha lo scopo di identificare i rischi in un nuovo progetto o nella modifica di un prodotto o servizio.

Process FEA (PFMEA)

Process Failure Mode and Effects Analysis. Esamina ogni fase di un processo per identificare i rischi e i guasti da diverse fonti, le più comuni, le famose M (Manpower, materials, machinery, measurement, environment) di cui abbiamo già parlato in Ingenio Empresa qui.

Come fare una PFMEA

Non ci sono fasi definite per fare una PFMEA o un numero specifico di passi. La metodologia varia da autore ad autore, ma sono tutti basati sulla stessa cosa e portano alla stessa cosa.

Discuteremo un esempio di FEA attraverso un processo di fabbricazione di un libro.

Passo 1: Oggetto dell’applicazione e informazioni precedenti

Non possiamo intervenire in un sistema, processo o prodotto senza informazioni precedenti, per esempio diagrammi, specifiche, disegni di progetto, ecc. In questo passo dobbiamo avere una mappatura delle attività che si eseguono nel caso di un processo o prodotto, o delle parti nel caso di un sistema. La quantità di informazioni varia a seconda della complessità dell’oggetto dell’applicazione e della fase in cui si trova.

Per esempio, possono essere necessarie più informazioni nella fabbricazione di un nuovo modello di lavatrice che nella modifica di uno esistente, già creato e commercializzato.

Un altro esempio: in un processo già stabilito, sarà necessario aver mappato o schematizzato le attività che lo compongono. Strumenti già implementati come flowchart, SIPOC o diagramma di flusso saranno molto utili per iniziare.

Nota: Per oggetto di applicazione intendo il sistema, il prodotto o il processo a cui viene applicata una FEA.

Continuando con il nostro esempio del processo di fabbricazione del libro:

Step 2: Assemblare il team

Non possiamo eseguire un’analisi FEA senza un team che abbia conoscenza dell’oggetto dell’applicazione.

Non è necessario che tutta la squadra abbia conoscenza di MEA se c’è un caposquadra, che è raccomandato. Questo leader sarà la persona che guida le riunioni e documenta l’analisi, quindi la sua conoscenza della metodologia dovrebbe essere approfondita.

Può essere necessario che il team abbia diversi profili a seconda della fase dell’oggetto della domanda e dell’esperienza con esso. Per esempio, personale operativo per la fabbricazione di un prodotto lattiero-caseario e personale logistico per il suo trasporto. Avere personale che ha contatti con il cliente può anche essere utile, a seconda del caso.

Passo 3: Descrizione degli articoli

La descrizione degli articoli da analizzare può essere diversa a seconda della prospettiva che usiamo. Anche se la mia raccomandazione è di usarli tutti.

• Nella prospettiva dei componenti prenderemo ciascuno dei componenti (ridondanza) della macchina per la nostra analisi FEA.
• Nella prospettiva del fattore di guasto cercheremo di rilevare i guasti secondo la loro classificazione. Per esempio, quelli che riguardano la salute del cliente o del lavoratore sarebbero classificati come fallimenti associati al fattore salute.
• Nella prospettiva della sequenza di attività, usiamo la mappatura delle attività per identificare il potenziale fallimento nella tracciabilità del prodotto o del servizio.

La descrizione degli elementi è di solito fatta usando la sequenza. Si raccomanda anche l’uso di altre prospettive. Per esempio, quando si analizza il tornio, usando una prospettiva di sequenza di attività si possono perdere potenziali guasti associati ai suoi componenti.

Per il nostro esempio, useremo la sequenza di attività:

Passo 4: Determinare i modi di guasto

In questo tipo di analisi, ciò che si ottiene prima sono i modi di guasto già avvenuti. Se non sono già documentati, devono essere documentati.

Il passo successivo è, dalle diverse prospettive del passo 3, identificare i potenziali modi di fallimento. Per modalità di fallimento intendo i modi in cui un prodotto, un processo o un servizio non riesce a soddisfare i requisiti.

Per esempio:

• Un fallimento da una prospettiva di processo potrebbe essere: Scala fuori regolazione per il peso del materiale.
• Un fallimento dal punto di vista del prodotto può essere: Sedia macchiata sulla gamba destra.
• Un errore dal punto di vista del sistema è: Il software si blocca a causa di richieste eccessive.
• Un errore dal punto di vista del sistema è: Il software si blocca a causa di richieste eccessive.

Modi di fallimento nel processo di esempio:

Passo 5: Determinare gli effetti dei modi di fallimento

Per ognuno dei modi di fallimento identificati (potenziali e già avvenuti) dobbiamo determinare gli effetti che genera. Per effetti intendo la conseguenza sul cliente o sui processi a valle.

Per esempio:

• Fallimento potenziale: Scala fuori adeguamento per il peso del materiale.
• Effetto potenziale: Il peso del materiale non è come concordato con il cliente.

È importante che quando si determinano gli effetti, ci si concentri sugli effetti immediati e non su quelli a valle o catastrofici. Una bilancia disallineata potrebbe portare all’insoddisfazione del cliente se il materiale arriva a casa sua, ma questo non è l’effetto immediato. L’effetto immediato è che il materiale non peserà come concordato con il cliente.

Step 6: Valutazione della gravità

Conosciuta anche come gravità, la gravità è solitamente valutata su una scala da 1 a 10, dove 1 è trascurabile e 10 è catastrofica.

La seguente tabella di gravità può guidarvi nell’assegnazione di una valutazione:

È possibile che una modalità di guasto abbia più di un effetto, quindi considerate l’effetto che genera la maggiore gravità.

Per il nostro esempio:

Passo 7: Determinazione delle cause

Per ogni modo di guasto, dobbiamo determinare le cause che lo generano. Strumenti di analisi delle cause come Ishikawa Diagram, Pareto o 5 Perché saranno molto utili.

Questo passo è molto importante perché, trovando la causa dei rischi potenziali, l’attività avrà più probabilità di generare buoni risultati.

Le cause dell’esempio FEA che abbiamo discusso:

Passo 8: Valutazione di occorrenza

Ora determiniamo il tasso di occorrenza o frequenza, che è semplicemente la probabilità stimata di un guasto che si verifica per la causa annotata. Come la gravità, l’occorrenza è di solito classificata su una scala da 1 a 10, dove 1 è molto improbabile e 10 è inevitabile.

Una guida alla classificazione delle occorrenze è:

L’occorrenza portata all’esempio che stiamo discutendo:

Step 9: Identificare i controlli

Dalle cause già annotate, ora identifichiamo i controlli. Per controlli intendo le procedure, le azioni, i meccanismi o i test attualmente impiegati per evitare che i guasti siano generati e raggiungano il cliente o i processi del cliente.

I controlli possono essere finalizzati a 1) rilevare il guasto dopo che si è verificato ma prima che raggiunga il cliente, 2) impedire che la causa sia generata, o 3) ridurre la probabilità che la causa si verifichi.

Per il nostro esempio:

Passo 10: Valutare il grado di rilevamento del controllo

Ora assegniamo il grado di rilevamento a ogni controllo, cioè stimiamo quanto bene i controlli identificati possono rilevare una causa o la sua modalità di guasto dopo che è stata generata ma prima che raggiunga il cliente. Viene anche valutato su una scala da 1 a 10, dove 1 è un controllo in cui c’è certezza che il guasto sarà rilevato e 10 è un controllo in cui c’è certezza che NON sarà rilevato.

In un’immagine:

Nell’immagine seguente allego il grado di rilevazione dei controlli:

Passo 11: Calcolare il numero di rischio prioritario (PRN)

Il numero di rischio prioritario si ottiene moltiplicando il grado di gravità, occorrenza e rilevazione.

NPR = Grado di gravità * Grado di occorrenza * Grado di rilevamento

Il Risk Priority Number è calcolato per dare priorità ai modi di guasto e alle loro cause. Se guardate il nostro esempio, i modi di errore con il più alto NPR sono l’errore di battitura e l’inceppamento della carta.

Step 12: Taking Actions

L’ultimo passo consiste nel prendere azioni. Queste azioni possono essere mirate a cambiare il progetto o il processo per ridurre la gravità o l’occorrenza. Possono anche essere controlli aggiuntivi per aumentare il grado di rilevamento. In altre parole, le azioni possono concentrarsi su fallimenti, cause o controlli.

L’efficacia delle azioni dipende in gran parte dalla loro pianificazione. È qui che strumenti come 5W + 2H sono utili. Come minimo dovremmo definire:

• Cosa deve essere fatto
• Soggetti responsabili
• Tempi
• Risorse necessarie
• Locazioni

Tuttavia, non è necessario dettagliare tutto questo nel documento FEA. È sufficiente includere ciò che deve essere fatto.

Step 13: Il nuovo NPR

Ogni volta che un’azione viene implementata, è utile calcolare il nuovo NPR per determinare se l’azione è stata efficace. Diciamo che un’azione è stata efficace quando si raggiunge il risultato per il quale è stata aperta. Quindi, se l’NPR è ridotto, l’azione è efficace.

Esempio AMEF

Con tutto questo fatto, il processo di creazione del libro che usiamo come esempio di analisi del modo di guasto e dell’effetto appare come segue:

Quando eseguire un’analisi AMEF

L’analisi del modo di guasto e dell’effetto richiede solo volontà per essere usata. È un’analisi che si aggiorna dinamicamente dove viene applicata, quindi non c’è un tempo specifico per fare una FEA.

Tuttavia, ci sono scenari in cui è conveniente usare questo strumento, per esempio:

• Implementazione di sistemi di gestione che richiedono l’analisi dei rischi.
• Per esigenze dei clienti, per esempio, quando hanno bisogno che sia garantita la continuità di un servizio.
• Progettazione di nuovi prodotti, servizi, processi o software.
• Errori ripetuti in un processo di produzione o di fornitura di servizi.
• Programmi di manutenzione.
• Documentazione di processo.

Scarica il formato con l’esempio di FEA

Clicca qui per scaricare il formato costruito per eseguire l’esempio di Failure Mode and Effect Analysis

Fonte:

Liu, Hu-Chen. (2016). FMEA: utilizzando le teorie dell’incertezza e i metodi MCDM. Springer SIngapore, ed 1.

Neufelder, A. M. (2010). Panoramica sull’analisi dei modi di fallimento e degli effetti del software. Recuperato il 25 luglio 2020, da http://www.softrel.com/fmea%20overview.pdf

Bellovi, M. (2004). NTP 679: Analisi dei modi e degli effetti dei guasti. FMEA. Retrieved July 25, 2020, from https://www.insst.es/documents/94886/326775/ntp_679.pdf/3f2a81e3-531c-4daa-bfc2-2abd3aaba4ba

Zuñiga Rodríguez, A. (January 31, 2018). Failure Mode Analysis e i suoi effetti FMEA: approcci per migliorare la prioritizzazione delle modalità di guasto. Recuperato il 25 luglio 2020, da http://planetrams.iusiani.ulpgc.es/?p=2940&lang=it

.