FMEA -- Failure Mode and Effect Analysis

Co to jest FMEA?

FMEA to zorganizowana analiza potencjalnych błędów, które mogą wystąpić w procesie, skutków ich wystąpienia oraz przyczyn powstania.
Analiza FMEA przyjmuje postać zestawienia, w którym wyszczególnione są poszczególne kroki procesu, potencjalne błędy, które mogą wystąpić, potencjalne efekty, które mogą wystąpić w wyniku błędu, częstotliwość występowania oraz stopień zagrożenia tym spowodowany.
Uwagę zwraca powszechność określenia potencjalny. Dlaczego? Ano dlatego, że FMEA to narzędzie wykorzystywane w prewencji. A jak wiadomo -- lepiej zapobiegać niż leczyć. Dlatego FMEA tworzy się dla potencjalnych problemów, których występowanie możemy identyfikować, nie zaś do błędów, które już wystąpiły.
Analiza FMEA to najczęściej tabela, w której zestawione są kolejne kroki procesu, poszczególne błędy, które mogą w tym kroku wystąpić, oraz potencjalne efekty, które taki błąd wywoła. Warto zauważyć, że jeden błąd może wywołać kilka problemów, ale nie musi. Nie zawsze skręcona kostka uniemożliwia chodzenie, prawda?

Potencjalny błąd.

Potencjalny błąd to inaczej niepowodzenie w spełnieniu wymagań danego procesu oraz spełnieniu założeń projektowych. Czyli -- wszystko to co, może (ale nie musi) pójść źle na danym kroku procesu. Żeby nie szukać daleko przykładu -- proces produkcyjny lampki biurowej. Jednym z kroków produkcyjnych będzie poprowadzenie przewodów wewnątrz obudowy -- przez włącznik do żarówki. Potencjalne błędy to:

• przebicie izolacji kabla podczas wkręcania śrubki
• złamanie kabla
• niepoprawne podłączenie

Bujna wyobraźnia pomaga.

Potencjalny efekt.

Czyli, co może się stać, jeśli dany krok procesu pójdzie źle. Dla przykładu z uszkodzeniem izolacji:

• Odsłonięty przewodnik będzie dotykał masy, spowoduje zwarcie.
• Odsłonięty przewodnik będzie dotykał obudowy, spowoduje porażenie użytkownika.

"Srogość" efektu.

Surowość, "srogość" (ang. severity) oznacza stopień zagrożenia, jaki niesie ze sobą potencjalny błąd, jeśli wystąpi. W powyższym przykładzie -- zwarcie jest mniej groźne niż porażenie -- w tym pierwszym zapewne spali się bezpiecznik (bądź wyłączy), w tym drugim -- być może ktoś zginie. Srogość określa się w skali 1-10, dla każdego potencjalnego efektu osobno. 1 -- małe zagrożenie, 10 -- duże. Skala jest subiektywna, różne osoby mogą różnie ocenić to samo zagrożenie.
Ja bym ocenił zwarcie na 4 punkty, porażenie -- na 10 (w końcu na szali jest życie ludzkie, które trudno wycenić -- chociaż Ford próbował, co na dobre mu nie wyszło). Skala może różnić się w zależności od branży -- branża motoryzacyjna ma dość wyśrubowane standardy, lotnicza zapewne jeszcze bardziej a branża garncarska zapewne mniej. :)

Przyczyny potencjalnych błędów.

Czyli podajemy przyczyny, które mogą spowodować błąd. Dla uszkodzonego kabelka -- krzywo wkręcana śrubka, kabelek przemieścił się przed skręcaniem, itp.
Przyda się tu metoda 5WHY, Wykres Ishikawy (czyli Fishbone -- Wykres Rybich Ości) czy też klasyczna Burza Mózgów.
Oczywiście -- jedna przyczyna może spowodować kilka błędów, tak samo błąd może mieć kilka przyczyn.

Częstość występowania błędu.

Occurence -- jak często występuje potencjalny błąd spowodowany zaistnieniem danej przyczyny. Określana najczęściej w PPMach -- Parts per Milion, ilość wadliwych sztuk na milion. Okreslana w skali 1-10. 1 -- występowanie wyeliminowane, np. przez Poka-Yoke. 10 -- bardzo częste. Dokładne stopnie skali określane są w zależności od branży i konkretnej firmy. W Automotive -- 10 punktów to więcej niż 100 000 PPMów. Jeśli krzywo wkręcona śrubka zdarza się często -- to oceniamy to na 10.

Prewencja

Aktualnie stosowane metody prewencyjne -- przeglądy maszyn, poka-yoke, szkolenia, instrukcje pracy, itd. Wszystko to, co obecnie robimy, żeby uniemożliwić powstanie błędu.
W lampce -- śrubkę wkręcamy w kołnierz.

Detekcja

Co, aktualnie robimy, żeby wykryć błędy, zanim wyślemy produkt do klienta? Testery, kontrole elektryczne, manualne, wizualne, metody statystyczne (SPC), szablony.
Detekcję również oceniamy w skali 1-10. 10 -- brak możliwości wykrycia, 2 -- wykrycie każdego bubla (lampka nie świeci). 1 -- jeśli błąd nie może wystąpić, ponieważ wyeliminowaliśmy przyczynę. Skala -- tak jak poprzednie -- subiektywna i zależy od branży.
Lampkę zapewne sprawdzimy na testerze, czy świeci i czy nie powoduje zwarcia.

Współczynnik Ryzyka -- RPN

Risk Priority Number to wynik naszej analizy:
RPN = Srogość * Częstość występowania * Detekcja RPN oznacza ogólne ryzyko analizowanego procesu i jest parametrem, na który szczególną uwagę zwracają audytorzy. Jeśli współczynnik jest za wysoki -- musimy wprowadzić akcje korekcyjne. Wysokość tego parametru jest (a jakże) inna w różnych branżach. Najczęściej RPN>100 wymaga akcji. No chyba, że Srogość będzie wysoka (>8) -- to wtedy graniczny RPN jest niższy -- błąd, który się często powtarza a grozi życiu ludzkiemu, nawet często wykrywany -- wymaga reakcji. Bo jeśli jednak się nam bubel prześlizgnie -- może być niewesoło.

Akcje korekcyjne

Jeśli zdecydujemy się podjąć akcje korekcyjne -- definiujemy możliwe do wdrożenia akcje, wybieramy te, które wdrażamy (nie wszystko co można zrobić zawsze zrobimy -- bo efekt niewielki, bo za drogo, bo zbyt utrudni pracę, itp).
Dla wdrożonej akcji ponownie definiujemy wszystkie 3 parametry oraz obliczamy RPN. Jeśli jest odpowiednio niski -- jest ok. Jeśli nie -- kombinujemy dalej.

DFMEA, PFMEA, MFMEA.

Ponieważ ludzie jakoś zawsze ludzie wszystko dzielić i kategoryzować -- to FMEA również da się podzielić.

• PFMEA - Process FMEA -- to FMEA dotyczące istniejącego procesu, linii montażowej.
• DFMEA - Design FMEA -- dotyczy etapu projektowego, kiedy stanowiska, procesy są ciągle na etapie projektowania -- poprawne zdefiniowanie potencjalnych problemów na tym etapie może oszczędzić olbrzymią kasę w przyszłości -- bo taniej poprawić projekt w Autocadzie niż przerabiać istniejące stanowiska.
• MFMEA - Machine dotyczy pracy maszyny -- czyli lista potencjalnych awarii i usterek, jakim maszyna może ulec.

FMEA nie jest, oczywiście, kompletnym zestawieniem wszelkich możliwych błędów ani panaceum na wszelakie zagrożenia. Jest kolejnym narzędziem, które pozwala zarządzać Jakością produkowanych wyrobów. Wskazuje nam miejsca krytyczne procesu, którym trzeba się przyjrzeć. Jest też dokumentem, który podlega ewidencji, archiwizacji i jest sprawdzany przez klienta -- zwłaszcza w przypadku "grubych" reklamacji -- czy byliśmy świadomi zagrożenia i co zrobiliśmy, żeby je wyeliminować.
FMEA znajduje zastosowanie nie tylko w przemyśle -- można je zastosować do wielu dziedzin, także życia codziennego. Ja na zaliczenie szkolenia zrobiłem pobieżne FMEA dla ścianki wspinaczkowej, słyszałem też o wędkarzu, który na zaliczenie tego samego szkolenia zanalizował proces łowienia ryby. :)