Nebojte se FMEA

FMEA je preventivní nástroj pro nalezení a řešení potenciálních závad na produktu nebo ve výrobním procesu a to již ve fázi navrhování produktu a navrhování výrobního procesu.

FMEA – Failure Mode and Effects Analysis se do češtiny překládá jako Analýza možných způsobů a důsledků závad nebo jako Analýza možného výskytu a vlivu vad.

Někdy se lze v literatuře setkat i s novějším termínem FMECA – Failure Mode, Effects and Criticality Analysis – Analýza možných způsobů, důsledků a kritičnosti závad.

FMEA umožňuje určit velikost rizika jednotlivých potenciálních vad, a na základě toho pak lze efektivně přijímat opatření pro snížení rizikovosti vady. FMEA byla původně využívána v rámci vesmírných programů NASA, ale později začala být využívána také ve výrobních závodech pro výrobu „civilních“ produktů.  Dnes se tento nástroj, díky své geniální konstrukci a univerzálnosti, používá obecně pro hledání rizik v různých oblastech, jako např. bezpečnost, životní prostředí, apod., kdy je velmi dobrým podkladem pro tvorbu Havarijních plánů.

FMEA je týmový nástroj, kde tým tvoří zástupci různých útvarů a odborností, a to s cílem využít jejich znalosti a zkušenosti na daných pozicích. Tým obvykle tvoří: konstruktér, technolog, zástupce výroby a zástupce útvaru kvality, popř. další specialisté odborností.

FMEA musí být živým dokumentem, který se pravidelně aktualizuje a vyhodnocují se rizika i efektivnost stanovených opatření pro eliminaci těchto rizik.

Členění:

• FMEA designu (návrhu) –  DFMEA
• FMEA procesu – PFMEA

 

Design FMEA (DFMEA)

• její vypracování má být zahájeno před dokončením anebo při dokončením koncepce návrhu produktu,
• má být průběžně aktualizována, tak jak se vyskytují změny a jak se v průběhu etap vývoje produktu objevují další informace,
• má být v základních rysech dokončena před uvolněním výrobních výkresů i pro zajištění nástrojů.

Podklady pro vypracování DFMEA:

• požadavky zákazníka
• koncepce návrhu
• zákonné požadavky a předpisy
• specifikace materiálu
• QFD (Quality Function Deployment)
• blokový diagram vztahů (Boundary diagram)
• diagram parametrů (P-diagram)
• podklady z vývoje i používání podobných produktů – zkoušky a testy, řešené problémy
• shrnutí všech požadavků na návrh.

 

Proces FMEA (PFMEA)

Mnoho firem nemá vlastní návrh a vývoj produktu a vyrábí jen podle zákazníkem dodané dokumentace. Mnohdy firma vyrábí jen nějaký díl, který je součásti finálního produktu a nemusí mít dostatečné informace o tom, jakými riziky díl ohrožuje fungování finálního produktu. Tyto firmy pak DFMEA neprovádí nebo provádí jen v míře znalosti funkce daného dílu v rámci celého produktu.

Ale ať vyrábíte produkt dle vlastního návrhu nebo dle návrhu zákazníka, vždycky na začátku řešíte, jak tento produkt vyrobit. A pro analýzu a následnou eliminaci možných rizik ve výrobních procesech je právě ideální PFMEA.

ISO/TS 16949:2009 přímo ukládá, že pokud neřešíte návrh produktu, musíte řešit návrh procesu a v rámci toho musíte mimo jiné dělat PFMEA. A pokud nejste certifikování dle ISO/TS 16949:2009, může se stát, že ji budete muset dělat na základě požadavku zákazníka, například v rámci PPAP (Production Part Approval Process).

PFMEA se provádí:

• před nebo v etapě posuzování proveditelnosti
• před vybavením výroby nástroji
• tak, aby brala v úvahu všechny výrobní operace počínaje komponentami a konče sestavami

Podklady pro vypracování PFMEA:

• zákaznické požadavky
• DFMEA
• výkres a specifikace
• matice znaků
• specifické požadavky zákazníka CSR´s
• vývojový diagram procesu
• zákonné požadavky a předpisy
• QFD (Quality Function Deployment)
• zkušenosti z předešlého vývoje podobného procesu.

 

Postup provádění analýzy rizik u PFMEA

1. Určit procesy, pro které bude zpracována PFMEA (využije se vývojový diagram procesu)

2. Sestavit tým PFMEA (pokud firma provádí i DFMEA, je vhodné využít i členy týmu DFMEA)

3. Zpracovat PFMEA. Přičemž PFMEA (stejně jako DFMEA) je vytvářena na tiskopise, který má podobu tabulky, viz ukázka ZDE. Dnes díky projektorům lze tiskopis promítat, takže to všichni členové mají na očích a tvorba v týmu je snazší.

Krok 1 – Stanovit všechny funkce, které má proces plnit, kvůli snadnějšímu hledání možných neshod, které mohou narušit plnění těchto funkcí.

Krok 2 – Zpracovat seznam dílčích operací/kroků při realizaci procesu

Krok 3 – Analyzovat možné vady – analyzují se všechny možné vady, které se v průběhu jednotlivých dílčích procesů mohou na zpracovávaném produktu vyskytnout.

Příklady možných vad:

• nesmontováno
• otřepy
• vysoká drsnost povrchu,

Krok 4 – Analyzovat možné následky vad – analyzují se všechny možné následky dané vady t.j. jaký dopad bude mít vznik dané vady na externího zákazníka, interní zákazníky (navazující procesy) nebo obsluhu procesu.

Příklady možných následků vad:

• nelze provádět další operaci
• poranění uživatele
• ohrožuje obsluhu

Krok 5 – Analyzovat možné příčiny vad – analyzují se případné nedostatky navrhovaného procesu (např. nevhodné parametry procesu), které by mohly být příčinou dané vady.

Příklady možných příčin vad:

• nevhodné parametry svařování
• špatné seřízení stroje
• záměna programu obsluhou

Krok 6 – Analyzovat stávající preventivní opatření – analýza používaných opatření, která snižují pravděpodobnost výskytu dané možné vady.

Krok 7 – Analyzovat stávající způsoby kontroly – analýza kontrolních postupů, jež umožňují danou vadu nebo její příčinu odhalit.

Krok 8 – ohodnotit významy, očekávané výskyty a odhalitelnosti jednotlivých možných vad: Všechna tři kritéria se s využitím pomocných tabulek bodově hodnotí na stupnici 1 až 10 bodů.

Význam vady (Vz) – ohodnocení závažnosti následku možné vady pro zákazníka, případně dopad na výrobu a její obsluhu. Snížení hodnocení významu vady by mělo být provedeno pouze na základě konstrukční změny. Význam se hodnotí stupnicí od „1“ do „10“.

Výskyt vady (Vy) – vyjadřuje, jak často lze očekávat, že určitá příčina nastane. Pro toto hodnocení se bere v úvahu pouze možný výskyt vady, nebere se v úvahu míra odhalitelnosti vady. Výskyt se hodnotí stupnicí od „1“ do „10“.

Odhalení (Od) – posouzení schopnosti odhalit vadu v rámci kontrolních činností. Odhalení se hodnotí stupnicí od „1“ do „10“.

Příklad hodnotících tabulek naleznete ZDE.

Krok 9 – Vypočítat rizikové čísla a jejich porovnání s mezní hodnotou – Rizikové číslo (MR/P) – MR/P = Vz x Vy x Od – míra rizika jako součin významu, výskytu a odhalení je mírou rizika procesu. Tato hodnota slouží k seřazení možných vad v návrhu procesu podle důležitosti. MR/P může nabývat hodnot od ”1” do ”1000”. Řešitelský tým musí pro hodnoty vyšší než je hodnota mezní přijmout nápravná opatření ke snížení rizik. Hodnoty MR/P, které jsou vyšší než mezní, jsou ve formuláři FMEA barevně rozlišeny.

Krok 10 – Navrhnout a realizovat opatření ke snížení rizik – Stanovení potřebných nápravných opatření pro snížení hodnoty MR/P. Na tiskopise PFMEA se vždy uvádějí pracovníci odpovědní za realizaci a termín těchto nápravných opatření. Po realizaci nápravného opatření a po přezkoušení jeho účinnosti se provede opakované hodnocení pomocí nově stanovené hodnoty MR/P.

Krok 11 – ohodnotit rizika po realizaci opatření – Po realizaci schválených opatření se tým PFMEA schází znovu a opětovně hodnotí význam, očekávaný výskyt a odhalitelnost možných vad. Vypočtou se nová riziková čísla a porovnají s mezní hodnotou. V případě, že realizovaná opatření u některých možných vad nevedla k poklesu rizikového čísla pod mezní hodnotu, navrhuje tým nová, účinnější opatření a celý postup se opakuje.

4. Výsledky PFMEA zapracovat do Kontrolního plánu.

Časté chyby při provádění PFMEA

• není v souladu s vývojovým diagramem procesu (pozor na provázanost),
• je vypracována pozdě až po zahájení výrobního procesu,
• chybí uvedení zvláštních znaků,
• nejsou v ní zahrnuty požadavky zákazníka,
• nebere v úvahu výstupy z DFMEA,
• není prováděna týmové nebo je tým nesprávně složen,
• vzájemná záměna vady, důsledků a příčiny,
• nezaměřuje se na opatření předcházení chybám typu “Poka Yoke”
• chybí v ní výsledky opatření,
• není aktualizována (např. reklamace je vstupem pro změnu),
• nemá identifikaci nebo chybí některé údaje v záhlaví,
• pro hodnocení závažnosti jednoho problému se nezapočítal ten nejhorší důsledek, ale byl započítaný méně závažný.

 

Doplňující informace

PFMEA je živým dokumentem a měla by vždy odpovídat poslednímu stavu procesu, jakož i nejnovějším provedeným opatřením. A to včetně těch, která se realizovala po zahájení nové výroby. Proto je nutné PFMEA pravidelně aktualizovat. Toto platí i pro DFMEA.

FMEA často obsahuje významné informace a know-how firmy, proto by neměla být veřejně přístupná. Dokonce ani zákazníkovi se mnohdy neposkytuje plná verze FMEA, ale pouze výběr nebo stručnější verze.

Tabulky pro hodnocení významu, výskytu a odhalení jsou takovým obecným standardem, pro výrobky vyráběné ve velkých sériích. Pro výrobu v malých sériích si lze upravit.

Pokud je u některé vady provedeno hodnocení významu hodnotou 9 nebo 10, musí být tento znak řízen jako zvláštní a musí být adekvátně řešen v rámci Kontrolního plánu.

Rizikovou nebo taky mezní hodnotu „MR/P“, si určí firma sama. Někdy se mezní hodnota objevovala v požadavcích zákazníka. To má ovšem často jeden neblahý následek. Členové týmu mají tendenci mírněji posuzovat výskyt, závažnost a odhalitelnost vady s cílem dosáhnout nižších čísel MR/P, aby si následně nemuseli přidělávat práci s preventivními opatřeními. Proto doporučuji obecně zavést pravidlo, že na 20% nejvyšších MR/P hodnot (které vyjdou v rámci dané FMEA) musí být stanovena preventivní opatření.

Pokud je prováděná aktualizace zejména PFMEA, měly by se případné změny ve významnosti rizik jednotlivých vad, projevit i v aktualizaci Kontrolního plánu pro konkrétní výrobek. A naopak, při aktualizaci Kontrolního plánu např. z podnětu významné reklamace od zákazníka, musí být zajištěna i zpětná vazba na případnou aktualizaci PFMEA.

 

Závěr