Análisis del Modo y Efecto de Falla (pfmea)
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Análisis del Modo y Efecto de Falla de Proceso (PFMEA) P. Reyes / Febrero 2007 Análisis del Modo y Efecto de Falla(PFMEA)Elaboró: Dr. Primitivo Reyes AguilarFebrero 2007Mail: primitivo_reyes@yahoo.comTel. 044 55 52 17 49 12Análisis del Modo y Efecto de Falla (PFMEA)El AMEF es una herramienta clave para mejorar la confiabilidad de procesos y productos. La metodología del análisis de modo y efecto de las fallas (AMEF, FMEA, Failure Mode and Effects Analysis), proporciona la orientación y los pasos que un grupo de personas debe seguir para identificar y evaluar las fallas potenciales de un producto o un proceso, junto con el efecto que provocan éstas. A partir de lo anterior, el grupo establece prioridades y decide acciones para intentar eliminar o reducir la posibilidad de que ocurran las fallas potenciales que más vulneran la confiabilidad del producto o el proceso. Aplicar AMEF se ha vuelto un actividad casi obligada para garantizar que los productos sean confiables, en el sentido que logren funcionar bien el tiempo que se ha establecido como su periodo de vida útil, pero también cada día se hace más común su aplicación en muchos otros campos con el objetivo de detectar fallas potenciales y prevenirlas, y de esa forma reducir los tiempos de ciclo, mejorar la eficiencia de procesos, etc. Si un producto o un proceso se analizara como un edificio, aplicarles un AMEF es revisar sus cimientos y estructura, para asegurar que ambas sean confiables y seguras, para disminuir la probabilidad de que fallen. En éste sentido, un edificio, (proceso) no está realmente caracterizado, sino hasta que se le ha aplicado el AMEF, y a partir de éste se fundamentan acciones para su mejora integral. La frecuencia con que ocurren las fallas junto con su severidad son una medida de la confiabilidad de un sistema. Mientras mayor sean éstas menor será tal confiabilidad. De ésta forma una tarea fundamental cuando se busca caracterizar y mejorar un proceso es aplicar la metodología del AMEF, con la idea de conocer mejor las debilidades (modos de falla potenciales) del producto o proceso y a partir de ahí generar soluciones a nivel proceso o rediseño de producto. Como se comentará adelante, las herramientas estadísticas serán de utilidad para establecer la frecuencia de fallas, los efectos y las causas más importantes y también de utilidad para decidir acciones para atender las mayores debilidades del producto o el proceso. El AMEF originalmente se orientó a detectar fallas durante el diseño o rediseño del producto y fallas en el proceso de producción (FMEA, 1995). Ejemplos de fallas en diseño son: no se dispara el flash en una cámara fotográfica, fugas en el sistema de frenos, fracturas prematuras en las piezas de un carro, etc. Ejemplos de fallas en procesos son: fallas en el proceso de pulido de un carro, fallas en el proceso de templado, etc. Como se aprecia en los ejemplos anteriores, finalmente una falla en diseño (producto) o en el proceso repercute en el cliente, ya sea interno o externo por ejemplo:
Basta que cada una de esas actividades se vean como un proceso, y como tales fijar qué prioridades tienen tales procesos. En otras palabras, identificar qué prioridades son importantes para el cliente o usuario final de este producto o proceso. Por ejemplo, si el AMEF se aplica a seguridad o riesgos ambientales, entonces se buscaría encontrar “modos de fallas” potenciales que agravan estos aspectos. Por lo anterior, a continuación veremos a detalle las actividades para realizar un AMEF enfocado a proceso. ACTIVIDADES PARA REALIZAR UN AMEF (PROCESO).A continuación se describen las siguientes siete actividades generales para realizar un AMEF.
Para cada falla potencial:
La información obtenida con las actividades descritas se organiza en un formato especial como el que se muestra en el formato de la página 14 donde también se muestran las actividades y secuencia de pasos para realizar un AMEF. DETALLE DE LAS ACTIVIDADESEn el formato de AMEF con números circulados (página 14), que corresponden a la información que se deberá anotar en cada parte del formato que a continuación explicamos para cada uno de estos números. Este formato ha permitido un desarrollo uniforme del AMEF. En la figura aparece un ejemplo y un formato en blanco.1. Página/ De: anotar el número consecutivo correspondiente a la página en la que se trabaja y en De: escribir el número total de hojas que completan el AMEF. 2. Número de proyecto: anotar el número de proyecto al que corresponde este análisis, de acuerdo a los criterios que se utilizan en la empresa. 3. Proceso: registrar el nombre del proceso u operación sobre el cual se está haciendo el análisis. 4. Producto afectado: registre el nombre y /o modelos del(os) producto(s) que se producen en este proceso. 5. Responsabilidad: escribir el nombre de la persona que tiene la responsabilidad primaria del proceso, es decir, la gerencia que tiene la responsabilidad principal de la máquina, equipo o proceso. 6. Líder del proyecto: anotar el nombre del responsable técnico del proyecto. 7. Preparado por: anotar el nombre de las personas que realizaste en este AMEF. 8. Fecha clave: escribir la fecha obligatoria en que se debe terminar este AMEF, ya sea por alguna razón especial como compromisos de liberación de producción o por meta en tiempo que el equipo decida imponerse. 9. Fecha AMEF original y última revisión: si ya se ha hecho antes un AMEF sobre este proceso, anotar la fecha del primer AMEF y la fecha de la última revisión formal. 10. Función del proceso (identificación y propósito): dar una descripción breve de la función del proceso analizado, anotando las principales etapas del proceso y su función correspondiente. 11. Modo potencial de falla: es la manera en que el proceso (sistema, componente) podría potencialmente fallar en el cumplimiento de requerimientos. En esta etapa se deben anotar todos los modos potenciales de falla, sin tomar en cuenta la probabilidad de su ocurrencia. El analista debe ser capaz de contestar las siguientes preguntas:
Una revisión de procesos similares, reportes de problemas de calidad y de las quejas de clientes, así como AMEFS previos sobre componentes similares es un buen punto de partida. Los modos o formas de falla típicos son: Abertura inadecuada Corto circuito Falla del material Herramienta desgastada Operación faltante Parte dañada Sistema de control inadecuado Velocidad incorrecta Daño por manejo Herramental incorrecto Lubricación inadecuada Medición inadecuada Falta de lubricación Sobrecalentamiento Fuera de tolerancia 12. Efecto(s) de la falla potencial: se definen como los efectos del modo de falla, este efecto negativo puede darse en el proceso mismo, sobre una operación posterior o el cliente final. De esta forma, suponiendo que la falla ha ocurrido, en esta etapa se deben describir todos los efectos potenciales de los modos de falla señalados en el paso previo. Una pregunta clave para esta actividad es ¿qué ocasionará el modo de falla identificado? La descripción debe ser tan específica como sea posible. Las descripciones típicas de los efectos potenciales de falla, desde la óptica del consumidor final del producto, son:
Mientras que desde la óptica de una operación posterior, algunos efectos potenciales típicos son:
13. Severidad (S): estimar la severidad de los efectos listados en la columna previa. La severidad de los efectos potenciales de falla se evalúa en una escala del 1 al 10 y representa la gravedad de la falla para el cliente o para una operación posterior, una vez que esta falla ha ocurrido. La severidad solo se refiere o se aplica al efecto. Se puede consultar a ingeniería del producto para grados de severidad recomendados o estimar el grado de severidad aplicando los criterios de la tabla. Los efectos pueden manifestarse en el cliente final o en el proceso de manufactura. Siempre se debe considerar primero al cliente final. Si el efecto ocurre en ambos, use la severidad más alta. El equipo de trabajo debe estar de acuerdo en los criterios de evaluación y en que el sistema de calificación sea consistente. 14. Control o artículos críticos: utilizar esta columna para identificar o clasificar las características críticas del proceso que requieren controles adicionales; por tanto se le debe notificar al responsable del diseño de proceso. 15. Causas /mecanismo de la falla potencial (mecanismo de falla): hacer un lista de todas las posibles causas para cada modo potencial de falla. Entendiendo como causa de falla a la manera como podría ocurrir la falla. Cada causa ocupa un renglón. Asegurarse de que la lista sea lo mas completa posible, para ello puede aplicarse el diagrama de Ishikawa, diagrama de relación o diagrama de árbol. Las causas típicas de falla son:
16. Ocurrencia (O): estimar la frecuencia con la que se espera ocurra la falla debido a cada una de las causas potenciales listadas antes (¿qué tan frecuente se activa tal mecanismo de falla?). La posibilidad de que ocurra cada causa potencial (que se active el mecanismo de falla), se estima en una escala del 1 al 10. Si hay registros estadísticos adecuados, éstos deben utilizarse para asignar un número a la frecuencia de ocurrencia de la falla. Es importante ser consiente y utilizar los criterios de la tabla para asignar tal número. Si no hay datos históricos pude hacerse una evaluación subjetiva utilizando las descripciones de la primera columna de la tabla. 17. Controles actuales del proceso para detección: hacer una lista de los controles actuales del proceso que están dirigidos a:
Obviamente, los controles del tipo a) son preferibles, enseguida los del tipo b), y los menos preferidos son controles del tipo c). 18. Detección (D): con una escala del 1al 10, estimar la probabilidad de que los controles del tipo b) y c), detecten la falla (su efecto), una vez que ha ocurrido, antes de que el producto salga hacia procesos posteriores o antes de que salga del área de manufactura o ensamble. Se debe suponer que la causa de falla ha sucedido y entonces evaluar la eficacia de los controles actuales para prevenir el embarque del defecto. Es decir, es una estimación de la probabilidad de detectar, suponiendo que ha ocurrido la falla, y no es una estimación sobre la probabilidad de que la falla ocurra. Las verificaciones aisladas hechas por el departamento de calidad son inadecuadas para detectar un defecto y, por tanto, no resultarán en un cambio notable del grado de detección. Sin embargo, el muestreo hecho sobre una base estadística es un control de detección válido. En la tabla se muestran los criterios recomendados para estimar la probabilidad de detección. 19. Número de prioridad del riesgo (NPR): calcular el NPR para efecto-causas-controles, que es el resultado de multiplicar la puntuación dada a la severidad (S-13) del efecto de falla, por las probabilidades de ocurrencia (O-16) para cada causa de falla, y por las posibilidades de que los mecanismos de control detecten (D-18) cada cusa de falla. Es decir, para cada efecto se tienen varias causas y para cada causa un grupo de controles. NPR = (S) x (O) x (D) El NPR cae en un rango del 1 a 1 000 y proporciona un indicador relativo de todas las causas de falla. Alos más altos números de NPR se les deberá dar prioridad para acciones correctivas, Y sea para prevenir la cusa o por lo menos para emplear mejores controles de detección. Especial atención debe darse cuando se tengan altos NPR (mayores a 80) con severidades altas. Un ejemplo se muestra al final en la página 10. 20. Acciones recomendadas: en esta columna se describe una breve descripción de las acciones correctivas recomendadas para los NPR más altos. Por ejemplo cuando hay poca comprensión de las causas de la falla, entonces la recomendación podría ser ejecutar un proyecto de mejora basado en los “ocho pasos en la solución de un problema (el ciclo de la calidad). Un AMEF de proceso bien desarrollado y pensado será de un valor limitado si no se completan acciones correctivas y efectivas. Es responsabilidad de todas las áreas afectadas establecer programas de seguimiento efectivo para implantar todas las recomendaciones. Las acciones correctivas que atiendan los NPR más altos son generalmente para el diseño o el proceso. Basadas en el análisis, las acciones pueden ser usadas para lo siguiente:
21. Responsabilidad y fecha prometida para acciones recomendadas: especificar el área y personas responsables de la ejecución de las acciones recomendadas, con la fecha prometida para concluir tales acciones.
Seguimiento: los responsables del proceso tienen la obligación de asegurar que las acciones recomendadas son efectivamente atendidas e implementadas. El AMEF es un documento vivo que debe reflejar siempre el estado último de las fallas de proceso, con las acciones que se han emprendido para atenderlas. Por ello es importante que los AMEF sean parte de la documentación básica del proceso y que para las principales fallas se tenga un historial y una versión actualizada del AMEF. En particular en las columnas de resultados de acciones se debe tener una valoración del estado último de la importancia de las fallas. Por lo que cada vez que haya un cambio importante en la ocurrencia de una falla, en su severidad o en los mecanismos de control, es necesario recalculas los NPR. Características de un AMEF efectivo: las siguientes ocho características distinguen a AMEF efectivos:
Ejercicios:
5. Para un efecto de falla, una causa y un mecanismo de control, se tiene una severidad de 10, una ocurrencia de 1 y una detección de 2, respectivamente; explique con sus palabras qué situación se tiene y qué es lo que se debe hacer. 6. Imagínese un cruce automovilístico peligroso de una ciudad, y vea a un choque fuerte como un modo de falla, cuya severidad del efecto es de 8, complete de manera hipotética un AMEF que le ayude a atender la situación.
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