Cómo realizar el Análisis de Modo de Fallo, Efectos & Criticidad (FMECA)

La suposición básica al realizar FMECA en lugar de FMEA es el deseo de tener una determinación de riesgo más cuantitativa. El FMEA utiliza un equipo más multifuncional utilizando directrices para establecer la Severidad y la Ocurrencia. El FMECA se realiza completando primero una hoja de trabajo del proceso FMEA y luego completando la hoja de trabajo de criticidad del FMECA.

Los pasos generales para el desarrollo del FMECA son los siguientes:

• Porción de FMECA (ver nuestra página de FMECA para más detalles)
  • Definir el sistema
  • Definir las reglas básicas y los supuestos para ayudar a conducir el diseño
  • Construir el sistema. Diagramas de límites y diagramas de parámetros
  • Identificar los modos de fallo
  • Analizar los efectos del fallo
  • Determinar las causas de los modos de fallo
  • Introducir los resultados en el diseño diseño
• Porción del FMECA
  • Transferir la información del FMEA al FMECA
  • Clasificar los efectos de los fallos por gravedad (cambio a la gravedad del FMECA)
  • Realizar cálculos de criticidad
  • Clasificar la criticidad del modo de fallo y determinar los elementos de mayor riesgo
  • Tomar medidas de mitigación y documentar el riesgo restante con su justificación
  • Seguirseguimiento de la implementación/eficacia de las acciones correctivas

El FMECA a menudo puede consumir mucho tiempo y, por lo tanto, los recursos disponibles y el interés del equipo pueden ser un problema a medida que el proceso continúa. Quality-One ha desarrollado el siguiente proceso de FMECA para utilizar los recursos de ingeniería de manera efectiva y asegurar que el FMECA se ha desarrollado a fondo. El enfoque de Quality-One es el siguiente:

Paso 1: Realizar el FMEA

El FMEA es un buen punto de partida para el FMECA. El FMEA permite realizar aportaciones cualitativas, y por tanto creativas, de un equipo de ingeniería multidisciplinar. El FMEA proporciona las primeras aportaciones al cambio de diseño y puede poner en marcha el proceso de mitigación de riesgos. La información del FMEA se transfiere a la hoja de trabajo de criticidad del FMECA. Los datos transferidos de la hoja de trabajo FMEA incluirán:

• Número de identificación del elemento
• Estímulo / Función
• Función detallada y/o requisitos
• Modos de fallo y causas con mecanismos de fallo
• Fase de la misión o modo operacional (específico del DoD), a menudo relacionado con los efectos del fallo

Paso 2: Determine el Nivel de Severidad

A continuación, asigne el Nivel de Severidad de cada Efecto de Falla. Hay varias tablas de severidad para seleccionar. La siguiente se utiliza en actividades médicas y algunas aeroespaciales. Las descripciones reales pueden modificarse para adaptarse a cualquier diseño de producto o proceso. Por lo general, existen cuatro clasificaciones de nivel de gravedad:

• Catástrofe: Podría provocar la muerte, una incapacidad total permanente, una pérdida superior a 1 millón de dólares o un daño medioambiental grave e irreversible que infrinja la ley o la normativa
• Impacto mayor/alto: Incapacidad parcial permanente, lesiones o enfermedad profesional que provoquen la hospitalización de 3 o más miembros del personal, pérdidas superiores a 200.000 dólares pero inferiores a 1 millón de dólares o daños medioambientales reversibles que infrinjan la ley o la normativa
• Impacto menor: Podría dar lugar a lesiones o enfermedades profesionales que provoquen la pérdida de uno o más días de trabajo, a pérdidas superiores a 10.000 dólares pero inferiores a 200.000 dólares, o a daños medioambientales mitigables que no supongan una infracción de la ley o la normativa, cuando puedan llevarse a cabo actividades de restauración
• Impacto bajo: Da lugar a una lesión o enfermedad leve que no provoca un día de trabajo perdido, una pérdida superior a 2.000 dólares pero inferior a 10.000 dólares, o un daño medioambiental mínimo

Paso 3: Probabilidad del efecto del fallo

En algunas aplicaciones de FMECA, se asigna un valor Beta a la Probabilidad del efecto del fallo. El analista FMECA también puede utilizar el juicio de ingeniería para determinar el valor Beta. La Beta / Probabilidad de Efecto se coloca en la Hoja de Trabajo de Criticidad FMECA donde:

• Pérdida Real / 1.00
• Pérdida Probable / >0.10 a <1.00
• Pérdida posible / >0 a =0,10
• Sin efecto / 0

Se desarrolla una relación de modo de fallo asignando una proporción del modo de fallo a cada causa. La acumulación de todos los valores de las causas es igual a 1,00.

Paso 4: Probabilidad de ocurrencia (cuantitativa)

Asigne valores de probabilidad para cada Modo de Falla, haciendo referencia a la fuente de datos seleccionada. Los datos de Probabilidad de Falla y Tasa de Falla pueden ser encontrados de varias fuentes:

• Se hace referencia al Manual 217 pero cualquier fuente de datos de tasa de falla puede ser usada
• Bases de datos del RAC, Concordia, etc.

Si la probabilidad del Modo de Falla es listada (enfoque funcional) varias columnas de la Hoja de Trabajo de Criticidad del FMECA pueden ser omitidas. La criticidad (Cr) puede ser calculada directamente. Cuando se desean tasas de fallo para los modos de fallo y los componentes que contribuyen, se asignan tasas de fallo detalladas para cada componente.

A continuación, debemos asignar la Tasa de Fallo del Componente (lambda). Las tasas de fallo para cada componente se seleccionan del documento fuente de tasas de fallo. Cuando no hay una tasa de fallos disponible, se utilizan los valores cualitativos del AMFE. El FMEA también puede ser un método alternativo en diseños nuevos o innovadores.

El tiempo de funcionamiento (t) representa el tiempo o los ciclos que se espera que viva el elemento o componente. Está relacionado con los requisitos del ciclo de trabajo esperado.

Paso 5: Calcular y trazar la criticidad

En el FMECA, la criticidad se calcula de dos maneras:

• La Criticalidad Modal (cada modo de fallo todas las causas) = Cm
• La Criticalidad del Elemento (todos los modos de fallo resumidos) = Cr

Las fórmulas de cada una no se proporcionan en esta explicación pero la esencia de los elementos del cálculo es la siguiente:

• Cm = El producto de lo siguiente:
  • Tasa de fallos de la pieza (lambda)
  • Tasa de fallos del efecto (Beta)
  • Razón del modo de fallo (alfa)
  • Tiempo de operación (unidades de tiempo o ciclos)
• Cr = La suma de todos los Cm

Paso 6: Retroalimentación del diseño y mitigación del riesgo

La mitigación del riesgo es una disciplina necesaria para reducir los posibles fallos. El riesgo identificado en la matriz de criticidad es el sustituto del fallo y debe ser tratado en el mismo contexto que un fallo de prueba o un componente o artículo devuelto por el cliente. FMECA requiere un cambio en los niveles de riesgo / criticidad después de la mitigación. Es posible que se requiera una estrategia de detección de defectos/defectos, acorde con el nivel de riesgo. La estrategia de gestión de riesgos aceptable incluye lo siguiente:

• Acciones de mitigación dirigidas a las combinaciones de mayor gravedad y probabilidad
• Cualquier riesgo en el que la mitigación no haya tenido éxito es candidato a la prueba de errores o al control de calidad, protegiendo al cliente/consumidor del fallo potencial
  • Se eligen métodos de detección para los modos de fallo primero y, si es posible, las causas individuales que no permiten el envío o la aceptación
• Se mantienen registros de acción y «registros de riesgo» con historial de revisiones para el seguimiento y el cierre de cada riesgo indeseable

Otros ejemplos de estrategias de mitigación FMECA a considerar:

• Cambio de diseño. Tomar una nueva dirección en la tecnología de diseño, cambiar los componentes y/o revisar los ciclos de trabajo para la reducción de potencia.
• Selección de un componente con una lambda (tasa de fallos) más baja. Esto puede ser costoso a menos que se identifique en una etapa temprana del desarrollo del producto.
• Redundancia física del componente. Esta opción coloca el componente redundante en una configuración paralela. Ambos deben fallar simultáneamente para que se produzca el modo de fallo. Si existe un problema de seguridad, esta opción puede requerir componentes no idénticos.
• Redundancia de software. La adición de un circuito de detección que puede cambiar el estado del producto. Esta opción suele reducir la gravedad del evento al proteger los componentes mediante cambios en el ciclo de trabajo y reducir las tensiones de entrada.
• Sistema de advertencia. Un cartel y / o zumbador / luz. Esto requiere la acción de un operador o analista para evitar una falla o el efecto de la falla.
• Detección y eliminación de la falla potencial a través de pruebas o inspección. La eficacia de la inspección debe coincidir con el nivel de gravedad y criticidad.

Paso 7: Realizar el análisis de mantenibilidad

El análisis de mantenibilidad examina los elementos de mayor riesgo y determina qué componentes fallarán antes. También se tiene en cuenta el coste y la disponibilidad de las piezas. Este análisis puede afectar a la ubicación de los componentes o elementos en la fase de diseño. Se debe tener en cuenta en el diseño el acceso rápido cuando se requiera el servicio con mayor frecuencia.

• Los paneles de acceso, fáciles de retirar, permiten el servicio de los componentes y elementos identificados. Esto puede limitar el tiempo de inactividad de la maquinaria importante.
• Típicamente se crea una lista de piezas de repuesto a partir del análisis de mantenibilidad.