Hoe doe je een Failure Mode and Effect Analysis FEA

Elke actie die we ondernemen is onderhevig aan een zekere mate van onzekerheid, vandaar dat er een risico aan verbonden is. We hebben al gezegd dat risico het effect van onzekerheid is en dat effect kan zowel positief (sommigen noemen het kans) als negatief zijn.

Er zijn verschillende hulpmiddelen voor risicobeheersing en een daarvan is failure mode and effect analysis.

Vandaag zullen we het hebben over het concept van FEA, de voor- en nadelen ervan, welke soorten FEA er bestaan en hoe het wordt uitgevoerd, met inbegrip van de fasen waaruit het is opgebouwd. Natuurlijk voegen we een praktijkvoorbeeld toe dat u vervolgens door uw eigen Failure Mode and Effect Analysis leidt.

Let’s get started!

Wat is failure mode and effect analysis

Ook bekend onder het acroniem FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), wordt failure mode and effect analysis gedefinieerd als een procedure voor risicodetectie op basis van de analyse van potentiële storingen, die de uitvoering van acties ter voorkoming van storingen en ter verbetering van de kwaliteit mogelijk maakt.

En als het begrip u nog steeds niet duidelijk is, probeer dan elk woord eens uit te splitsen:

FEA geeft dus antwoord op de vragen: Hoe kan het systeem, product of proces falen? Wat gebeurt er daarna?

Voordelen en nadelen van FEA-analyse

Als een van de vele technieken voor risicobeheersing en kwaliteitsverbetering, kunnen we het onderscheiden door de voordelen en nadelen die het biedt in vergelijking met andere.

Er zijn vele voordelen en voordelen van FEA-analyse, maar ik denk dat ze allemaal passen in de volgende 4:

• Verhoogt de effectiviteit van het proces: bereikt de doelstelling met minder middelen.
• Verlaagt de onderhoudskosten en die in verband met fouten.
• Verbetert de klanttevredenheid door te voorkomen dat zij gebrekkige producten of diensten ontvangen of producten die niet aan hun eisen voldoen.
• Behoudt de kennis van het bedrijf omdat het een gedocumenteerde methode is.

Zoals u ziet, zijn dit vrij belangrijke voordelen. Het wordt dan ook veel gebruikt voor de implementatie van managementsystemen voor bedrijfscontinuïteit (ISO 22301) of kwaliteitsmanagementsystemen (ISO 9001), om er maar twee te noemen.

Andere auteurs hebben gewezen op nadelen van de FEA, hoewel ik ze liever beperkingen noem, waarvan sommige zeer technisch zijn. Hu-Chen vat er in zijn boek veel van samen door te vermelden dat:

• Rankings op basis van ernst, voorkomen en detectiefactoren worden gelijk gewogen, wat ertoe kan leiden dat een faalwijze met bijvoorbeeld een hoge ernst een lagere NPR krijgt, ongeacht het feit dat het gezien de ernst van de faalwijze een prioriteit zou moeten zijn om corrigerende maatregelen uit te voeren.
• Het succes van de failure mode and effect analysis wordt bepaald door de ervaring en de kennis van de leden van het product, het proces of het systeem dat wordt geanalyseerd.
• NPRs met dezelfde waarde kunnen worden gegenereerd ondanks verschillende combinaties van ernst, voorkomen en detectie.
• De mathematische berekening van NPRs is gevoelig voor variatie in ernst, voorkomen en detectie.
• De NPR is beperkt tot risico’s in verband met de veiligheid en houdt geen rekening met andere risicofactoren, zoals economische.

Typen FEA

Afhankelijk van de toepassingsbenadering van Failure Modal and Effects Analysis, zijn er verschillende typen FEA. Wij hebben reeds vermeld dat de FEA-methodologie kan worden toegepast op een proces, een product of een systeem.

Systeem-FEA (SFMEA)

Software Failure Mode and Effect Analysis. De S aan het begin van het acroniem is veelzeggend. Het is een analyse gericht op het voorkomen van mogelijke storingen bij de ontwikkeling van software door ervoor te zorgen dat de verschillende onderdelen (functies, gebruikersinterface, onderhoud, enz.) compatibel zijn en werken zoals verwacht.

Design FEA (DFMEA)

Design Failure Mode and Effects Analysis. Ik noem het liever product FEA. De analyse is gericht op het identificeren van risico’s in een nieuw ontwerp of wijziging van een product of dienst.

Process FEA (PFMEA)

Process Failure Mode and Effects Analysis. Het onderzoekt elke fase van een proces om risico’s en mislukkingen van verschillende bronnen te identificeren, de meest voorkomende, de beroemde M’s (Manpower, materials, machinery, measurement, environment) waarover we het hier in Ingenio Empresa al hebben gehad.

Hoe doe je een PFMEA

Er zijn geen gedefinieerde fasen voor het doen van een PFMEA of een specifiek aantal stappen. De methodologie verschilt van auteur tot auteur, maar ze zijn allemaal op hetzelfde gebaseerd en leiden tot hetzelfde.

We bespreken een voorbeeld FEA door middel van een boek fabricageproces.

Stap 1: Toepassingsobject en voorafgaande informatie

We kunnen niet ingrijpen in een systeem, proces of product zonder voorafgaande informatie, bijvoorbeeld schema’s, specificaties, ontwerptekeningen, enz. In deze stap moeten de activiteiten in kaart worden gebracht die worden uitgevoerd in het geval van een proces of product, of de onderdelen in het geval van een systeem. De hoeveelheid informatie varieert naar gelang van de complexiteit van het voorwerp van toepassing en de fase waarin het zich bevindt.

Bij voorbeeld: bij de fabricage van een nieuw model wasmachine kan meer informatie nodig zijn dan bij de wijziging van een bestaand model, dat reeds is vervaardigd en in de handel gebracht.

Een ander voorbeeld: in een reeds vastgesteld proces zal het nodig zijn de activiteiten waaruit het bestaat in kaart te hebben gebracht of te schetsen. Reeds geïmplementeerde hulpmiddelen zoals stroomdiagram, SIPOC of cursogram zullen zeer nuttig zijn om mee te beginnen.

Noot: Met toepassingsobject bedoel ik het systeem, product of proces waarop een FEA wordt toegepast.

Vervolg met ons voorbeeld van het fabricageproces van boeken:

Stap 2: Stel het team samen

We kunnen geen FEA-analyse uitvoeren zonder een team dat kennis heeft van het toepassingsobject.

Het is niet nodig dat het hele team kennis heeft van MEA als er een teamleider is, hetgeen wordt aanbevolen. Deze leider zal de vergaderingen leiden en de analyse documenteren, zodat zijn of haar kennis van de methodologie diepgaand moet zijn.

Het kan nodig zijn dat het team verschillende profielen heeft, afhankelijk van het stadium van het voorwerp van toepassing en de ervaring ermee. Bijvoorbeeld operationeel personeel voor de vervaardiging van een zuivelproduct en logistiek personeel voor het vervoer ervan. Ook personeel dat contact heeft met de klant kan nuttig zijn, afhankelijk van het geval.

Stap 3: Beschrijving van de artikelen

De beschrijving van de te analyseren artikelen kan verschillend zijn, afhankelijk van het perspectief dat we gebruiken. Hoewel, mijn aanbeveling is om ze allemaal te gebruiken.

• In het componentenperspectief zullen we elk van de componenten (redundantie) van de machine nemen voor onze FEA-analyse.
• In het storingsfactorperspectief zullen we proberen om de storingen te detecteren volgens hun classificatie. De fouten die de gezondheid van de klant of de werknemer aantasten, zouden bijvoorbeeld worden geclassificeerd als fouten die verband houden met de gezondheidsfactor.
• In het perspectief van de opeenvolging van activiteiten gebruiken we activity mapping om de mogelijke fouten in de traceerbaarheid van het product of de dienst te identificeren.

De beschrijving van items gebeurt meestal met behulp van de volgorde. Het gebruik van andere invalshoeken wordt ook aanbevolen. Bij de analyse van de draaibank bijvoorbeeld, kan het gebruik van een volgorde van activiteiten potentiële storingen aan de onderdelen missen.

In ons voorbeeld gebruiken we de volgorde van activiteiten:

Stap 4: Bepaal de faalwijzen

Bij dit type analyse krijgt u eerst de faalwijzen die zich al hebben voorgedaan. Als ze nog niet gedocumenteerd zijn, moeten ze gedocumenteerd worden.

De volgende stap is, vanuit de verschillende invalshoeken van stap 3, potentiële faalwijzen te identificeren. Met faalwijzen bedoel ik de manieren waarop een product, proces of dienst niet aan de eisen voldoet.

Bijvoorbeeld:

• Een faalwijze vanuit een procesperspectief zou kunnen zijn: De weegschaal is niet aangepast aan het gewicht van het materiaal.
• Een mislukking vanuit een product perspectief kan zijn: Bevlekte stoel op rechterbeen.
• Een fout vanuit een systeemperspectief is: Software crasht door overmatige aanvragen.
• Een fout vanuit een systeemperspectief is: Software crasht door overmatige aanvragen.
• Een fout vanuit een systeemperspectief is: Software crasht door overmatige aanvragen.

Faalwijzen in het voorbeeldproces:

Stap 5: Bepaal de effecten van de faalwijzen

Voor elk van de geïdentificeerde faalwijzen (potentiële en reeds opgetreden) moeten we de effecten bepalen die zij teweegbrengt. Met effecten bedoel ik het gevolg voor de klant of downstream processen.

Bijvoorbeeld:

• Potentieel falen: Schaal uit aanpassing voor materiaalgewicht.
• Potentieel effect: Materiaalgewicht is niet zoals afgesproken met de klant.

Het is belangrijk dat we ons bij het bepalen van de effecten concentreren op de onmiddellijke effecten en niet op de downstream of catastrofale effecten. Een verkeerd uitgelijnde balans zou tot ontevredenheid bij de klant kunnen leiden als het materiaal bij hem thuis aankomt, maar dat is niet het onmiddellijke gevolg. Het onmiddellijke gevolg is dat het materiaal niet weegt zoals met de klant is overeengekomen.

Stap 6: Beoordeling van de ernst

Ook bekend als ernst, wordt de ernst gewoonlijk beoordeeld op een schaal van 1 tot 10, waarbij 1 verwaarloosbaar is en 10 catastrofaal.

De volgende ernsttabel kan een leidraad zijn bij het toekennen van een classificatie:

Een storingsconditie kan meer dan één gevolg hebben, dus kijk naar het gevolg dat de grootste ernst oplevert.

Voor ons voorbeeld:

Stap 7: Bepaling van oorzaken

Voor elke faalwijze moeten we de oorzaken bepalen die deze veroorzaken. Hulpmiddelen voor oorzaakanalyse, zoals het Ishikawa-diagram, Pareto of 5 Waarom, zullen zeer nuttig zijn.

Deze stap is zeer belangrijk omdat, door de oorzaak van de potentiële risico’s te vinden, de activiteit meer kans zal hebben om goede resultaten op te leveren.

De oorzaken van het FEA-voorbeeld dat we hebben besproken:

Stap 8: Voorvalwaardering

Nu bepalen we het voorval- of frequentiecijfer, dat eenvoudigweg de geschatte kans is dat een falen zich voordoet bij de genoteerde oorzaak. Net als de ernst wordt de frequentie gewoonlijk gerangschikt op een schaal van 1 tot 10, waarbij 1 zeer onwaarschijnlijk is en 10 onvermijdelijk.

Een leidraad voor de classificatie van voorvallen is:

Het voorval dat naar het besproken voorbeeld wordt gebracht:

Stap 9: Controles identificeren

Uitsgaande van de reeds genoteerde oorzaken, identificeren we nu controles. Met controles bedoel ik de procedures, acties, mechanismen of tests die momenteel worden toegepast om te voorkomen dat storingen worden gegenereerd en de klant of de processen van de klant bereiken.

Controles kunnen gericht zijn op 1) het opsporen van de storing nadat deze zich heeft voorgedaan, maar voordat deze de klant bereikt, 2) het voorkomen dat de oorzaak wordt gegenereerd of 3) het verkleinen van de kans dat de oorzaak zich voordoet.

Voor ons voorbeeld:

Stap 10: Beoordeling van de detectiegraad van de controle

Nu kennen we aan elke controle de detectiegraad toe, d.w.z. we gaan inschatten hoe goed de geïdentificeerde controles een oorzaak of de faalwijze kunnen detecteren nadat deze is ontstaan, maar voordat deze de klant bereikt. Het wordt ook beoordeeld op een schaal van 1 tot 10, waarbij 1 een controle is waarbij het zeker is dat de fout zal worden ontdekt en 10 een controle waarbij het zeker is dat de fout NIET zal worden ontdekt.

In een afbeelding:

In de volgende afbeelding voeg ik de mate van detectie van de controles bij:

Stap 11: Bereken het prioritaire risicogetal (PRN)

Het prioritaire risicogetal wordt verkregen door de ernstgraad, de mate van optreden en de mate van detectie met elkaar te vermenigvuldigen.

NPR = ernstgraad * mate van optreden * detectiegraad

Het Risicoprioriteitennummer wordt berekend om de faalwijzen en hun oorzaken te prioriteren. Als u naar ons voorbeeld kijkt, zijn de faalwijzen met de hoogste NPR typfout en papierstoring.

Stap 12: Acties ondernemen

De laatste stap bestaat uit het ondernemen van acties. Deze acties kunnen gericht zijn op het wijzigen van het ontwerp of het proces om de ernst of het optreden te verminderen. Het kunnen ook aanvullende controles zijn om de opsporingsgraad te verhogen. Met andere woorden, acties kunnen gericht zijn op mislukkingen, oorzaken of controles.

De doeltreffendheid van acties hangt grotendeels af van de planning ervan. Dit is waar hulpmiddelen zoals 5W + 2H van pas komen. Op zijn minst moeten we definiëren:

• Wat moet er gebeuren
• Verantwoordelijk
• Tijden
• Bronnen benodigd
• Locaties

Het is echter niet nodig om dit alles in detail in het FEA-document te vermelden. Alleen opnemen wat er moet gebeuren, is voldoende.

Stap 13: De nieuwe NPR

Telkens wanneer een actie wordt uitgevoerd, is het nuttig om de nieuwe NPR te berekenen om te bepalen of de actie doeltreffend was. Wij zeggen dat een actie doeltreffend is geweest wanneer het resultaat waarvoor zij werd geopend, is bereikt. Als de NPR wordt verlaagd, is de actie dus doeltreffend.

Voorbeeld AMEF

Met dit alles voor elkaar ziet het boekproces dat we gebruiken als voorbeeld van een faalwijze- en effectanalyse er als volgt uit:

Wanneer een AMEF-analyse

Voor een faalwijze- en effectanalyse is alleen bereidheid nodig om deze te gebruiken. Het is een analyse die dynamisch wordt bijgewerkt waar zij wordt toegepast, zodat er geen specifieke tijd is om een FEA uit te voeren.

Er zijn echter scenario’s waarin het handig is dit instrument te gebruiken, bijvoorbeeld:

• Invoering van beheersystemen waarvoor risicoanalyse nodig is.
• Op grond van eisen van klanten, bijvoorbeeld wanneer zij de continuïteit van een dienst gegarandeerd willen zien.
• Ontwerpen van nieuwe producten, diensten, processen of software.
• Keer op keer gemaakte fouten in een productieproces of dienstverlening.
• Onderhoudsprogramma’s.
• Procesdocumentatie.

Download format met voorbeeld van FEA

Klik hier om het format te downloaden dat gemaakt is om het voorbeeld van Failure Mode and Effect Analysis uit te voeren

Bron:

Liu, Hu-Chen. (2016). FMEA: Gebruik van onzekerheidstheorieën en MCDM-methoden. Springer SIngapore, ed 1.

Neufelder, A. M. (2010). Software Failure Modes Effects Analysis Overzicht. Op 25 juli 2020 ontleend aan http://www.softrel.com/fmea%20overview.pdf

Bellovi, M. (2004). NTP 679: Failure Modes and Effects Analysis. 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 and its Effects FMEA: benaderingen om de prioritering van faalwijzen te verbeteren. Op 25 juli 2020 ontleend aan http://planetrams.iusiani.ulpgc.es/?p=2940&lang=nl

.