How to Perform Failure Mode, Effects & Criticality Analysis (FMECA)

A suposição básica ao executar FMECA ao invés de FMEA é o desejo de ter uma determinação de risco mais quantitativa. A FMEA utiliza uma equipe mais multi-funcional usando diretrizes para definir Severidade e Ocorrência. A FMECA é executada preenchendo primeiro uma planilha de processo FMEA e depois a planilha de Criticidade da FMECA.

Os passos gerais para o desenvolvimento da FMECA são os seguintes:

• FMEA Porção (veja nossa página FMEA para mais detalhes)
  • Definir o sistema
  • Definir regras básicas e suposições para ajudar a conduzir o projeto
  • Construir o sistema Diagramas de Limites e Diagramas de Parâmetros
  • Identificar modos de falha
  • Analizar efeitos de falha
  • Determinar causas dos modos de falha
  • Determinar resultados de alimentação de volta ao design processo
• FMECA Porção
  • Transferir informação da FMEA para a FMECA
  • Classificar os efeitos da falha por gravidade (mudar para gravidade da FMECA)
  • Executar cálculos de criticalidade
  • Crítica de falha no modo de classificação e determinar os itens de maior risco
  • Atomar ações de mitigação e documentar o risco restante com lógica
  • Seguir-sobre a implementação/eficácia das acções correctivas

FMECA pode muitas vezes tornar-se demorada e, portanto, os recursos disponíveis e o interesse da equipa podem ser um problema à medida que o processo continua. Quality-One desenvolveu o processo FMECA abaixo para utilizar eficazmente os recursos de engenharia e assegurar-se de que o FMECA foi desenvolvido exaustivamente. A abordagem da Quality-One é a seguinte:

Passo 1: Realize a FMEA

A FMEA é um bom ponto de partida para a FMECA. O FMEA permite contribuições qualitativas, e portanto criativas, de uma equipe de engenharia multidisciplinar. A FMEA fornece os primeiros inputs para a mudança de projeto e pode iniciar o processo de mitigação de riscos. A informação da FMEA é transferida para a folha de trabalho de criticidade da FMECA. Os dados transferidos da folha de trabalho FMEA incluirão:

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• Número de Identificação do FMEA
• Item / Função
• Função Detalhada e/ou Requisitos
• Modos de Falha e Causas com Mecanismos de Falha
• Fase de Missão ou Modo Operacional (específico do DoD), muitas vezes relacionado aos Efeitos da Falha

Passo 2: Determinar Nível de Gravidade

Próximo, atribuir o Nível de Gravidade de cada Efeito de Falha. Há várias tabelas de gravidade para selecionar. As seguintes são usadas em atividades médicas e em algumas atividades aeroespaciais. As descrições reais podem ser alteradas para se adequarem a qualquer produto ou desenho de processo. Há geralmente quatro classificações de nível de gravidade como segue:

• Catastrophic: Pode resultar em morte, incapacidade total permanente, perda superior a $1M, ou danos ambientais graves irreversíveis que violem a lei ou regulamentação
• Major/Alto Impacto: Incapacidade parcial permanente, lesões ou doença ocupacional resultando na hospitalização de 3 ou mais pessoas, perda superior a $200K mas inferior a $1M, ou dano ambiental reversível que cause uma violação da lei ou regulamento
• Impacto menor: Pode resultar em lesão ou doença ocupacional resultando em um ou mais dias de trabalho perdidos, perda superior a $10K mas inferior a $200K, ou dano ambiental mitigável sem violação da lei ou regulamento onde as atividades de restauração podem ser realizadas
• Baixo Impacto: Resultam em lesões ou doenças menores que não resultam em perda de um dia de trabalho, perda superior a $2K mas inferior a $10K, ou danos ambientais mínimos

Passo 3: Probabilidade de Efeito de Falha

Em algumas aplicações da FMECA, um valor Beta é atribuído à Probabilidade de Efeito de Falha. O analista da FMECA também pode usar o julgamento de engenharia para determinar o valor Beta. A Probabilidade Beta / Efeito é colocada na Folha de Trabalho de Criticidade da FMECA onde:

• Perda Real / 1.00
• Perda Provável / >0.10 a <1.00
• Perda possível / >0 a =0,10
• Sem efeito / 0

Uma proporção do modo de falha é desenvolvida atribuindo uma proporção do modo de falha a cada causa. A acumulação de todos os valores de causa é igual a 1.00.

Passo 4: Probabilidade de Ocorrência (Quantitativa)

Atribuir valores de probabilidade para cada modo de falha, referenciando a fonte de dados selecionada. Os dados de Probabilidade de Falha e Taxa de Falha podem ser encontrados em várias fontes:

• Handbook 217 é referenciado, mas qualquer fonte de dados de taxa de falha pode ser usada
• Bancos de dados do RAC, Concordia, etc.

Se a probabilidade do Modo de Falha for listada (abordagem funcional) várias colunas da Folha de Trabalho de Criticidade da FMECA podem ser ignoradas. A Criticidade (Cr) pode ser calculada diretamente. Quando taxas de falha para modos de falha e componentes contribuintes são desejados, taxas de falha detalhadas para cada componente são atribuídas.

Próximo, devemos atribuir a Taxa de Falha do Componente (lambda). As taxas de falha para cada componente são selecionadas a partir do documento de origem da taxa de falha. Quando não há taxa de falha disponível, são utilizados os valores qualitativos da FMEA. A FMEA também pode ser um método alternativo em projetos novos ou inovadores.

Operating Time (t) representa o tempo ou ciclos que o item ou componente deverá viver. Isto está relacionado com os requisitos do ciclo de funcionamento esperado.

Passo 5: Calcular e plotar a criticalidade

Na FMECA, a criticalidade é calculada de duas maneiras:

• A Crítica Modal (cada modo de falha todas as causas) = Cm
• A Crítica do Item (todos os modos de falha resumidos) = Cr

Fórmulas de cada um não são fornecidas nesta explicação, mas a essência dos elementos do cálculo é a seguinte:

• Cm = O produto do seguinte:
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  • Failure Rate of the Part (lambda)
  • Failure Rate of the Effect (Beta)
  • Failure Mode Ratio (alpha)
  • Operating Time (unidades de tempo ou ciclos)
• Cr = A soma de todos os Cm

Step 6: Feedback do Projeto e Mitigação de Risco

A mitigação de risco é uma disciplina necessária para reduzir possíveis falhas. O risco identificado na matriz de criticidade é o substituto para a falha e deve ser tratado no mesmo contexto de uma falha no teste ou componente ou item devolvido pelo cliente. A FMECA requer uma mudança nos níveis de risco / criticidade após a mitigação. Uma estratégia de detecção de defeito / defeito, proporcional ao nível de risco, pode ser necessária. A estratégia de gerenciamento de risco aceitável inclui o seguinte:

• Acções de mitigação dirigidas a combinações de Gravidade e Probabilidade mais Elevadas
• Qualquer risco em que a mitigação não foi bem sucedida é um candidato à Prova de Erros ou Controlo de Qualidade, proteção do cliente/consumidor contra possíveis falhas
  • Métodos de detecção são escolhidos primeiro para os modos de falha e se possível causas individuais que não permitem o envio ou aceitação
• Registros de ações e “registros de risco” com histórico de revisão são mantidos para acompanhamento e fechamento de cada risco indesejável

Outros exemplos de estratégias de mitigação da FMECA a considerar:

• Mudança de projeto. Tomar uma nova direção na tecnologia de design, mudar os componentes e/ou rever os ciclos de trabalho para a derating.
• Seleção de um componente com uma lambda mais baixa (taxa de falha). Isto pode ser caro a menos que seja identificado no início do desenvolvimento do produto.
• Redução física do componente. Esta opção coloca o componente redundante em uma configuração paralela. Ambos devem falhar simultaneamente para que o modo de falha ocorra. Se existe uma preocupação de segurança, esta opção pode requerer componentes não idênticos.
• Redundância do software. A adição de um circuito de detecção que pode alterar o estado do produto. Esta opção frequentemente reduz a gravidade do evento, protegendo componentes através de mudanças no ciclo de trabalho e reduzindo as tensões de entrada.
• Sistema de alerta. Um placar e / ou campainha / luz. Isto requer ação de um operador ou analista para evitar uma falha ou o efeito da falha.
• Detecção e remoção da falha potencial através de teste ou inspecção. A eficácia da inspeção deve corresponder ao nível de gravidade e criticalidade.

Passo 7: Análise de mantenabilidade

Análise de mantenabilidade analisa os itens de maior risco e determina quais componentes falharão mais cedo. O custo e a disponibilidade de peças também são considerados. Esta análise pode afetar a localização dos componentes ou itens quando na fase de projeto. A consideração do projeto deve ser dada para acesso rápido quando a capacidade de manutenção for necessária com mais freqüência.

• Painéis de acesso, fáceis de remover, permitem a manutenção dos componentes e itens identificados. Isso pode limitar o tempo de parada de máquinas importantes.
• Uma lista de peças de reposição é normalmente criada a partir da análise de manutenção.