FMEA - Failure Mode and Effects Analysis

FMEA jakožto nejrozšířenější nástroj analýzy významně přispívá ke kvalitě procesů i výrobků

Slouží k hledání problémů na základě detailní analýzy, z čeho se výrobek skládá a co může způsobovat.

Kroky FMEA procesu

FMEA je strukturovaný kolektivní nástroj. Kvalitně řízený proces je klíčem k tomu, aby každý z týmu přispěl svými zkušenostmi, neplýtvalo se schopnostmi lidí a zkušenosti každého člena přispěly.

Kroky odpovídají AIAG & VDA FMEA Handbook (z r. 2019; stále aktuální verze).

Krok 1 - Plánování a příprava

Kvalitní plán a příprava se může zdát dílem samozřejmostí, dílem zbytečností. Ale právě kvalitní příprava rozhoduje o tom, zda bude analýza účinná.

  • Je třeba jasně definovat rozsah analýzy. Přesněji řečeno, kde přesně jsou hranice analyzovaného předmětu (procesu, výrobku)
  • Posoudit, kdo tématu skutečně rozumí a sestavit kompetentní tým
  • Naplánovat přípravu, zejména přípravu podkladů, i všechny další kroky

Krok 2 - Strukturální analýza

Základní logikou FMEA je analýza každého jednotlivého prvku, ze kterého se celý předmět skládá. Bez kvalitní analýzy tak chybí podklad a analýza se nemá čím zabývat.

Pro kvalitní analýzu je důležité propojení FMEA s dokumentací dílů nebo procesních kroků, tedy typicky s evidencí součástek. Současně je důležité, aby FMEA byla u jednotlivých součástek uchovávaná:

  • V případě problémů je důležité dohledat analýzu a vyhodnotit, proč selhala.
  • Pokud se objeví problém, záznamy provedené FMEA mohou pomoci odhalit, kde jinde se podobný problém může projevit
  • Při analýze nového nebo upraveného výrobku či procesu je vhodné opřít se o předchozí analýzy rizik a samozřejmě FMEu. Ušetří to nejenom hodně času, ale hlavně budou úpravy navrhovány s ohledem na rizika a potenciální problémy, které už byly dříve objeveny.

Krok 3 - Funkční analýza

Stejně jako strukturální, i funkční analýza je základem pro posouzení. Jenom s tím rozdílem, že analyzujeme dynamiku předmětu.

Krok 4 - Analýza selhání

Zjištění, co všechno může selhat, by se dalo nazvat 1. krokem skutečné analýzy. V zásadě je to tak, předchozí kroky byly přípravné. Ale výstupy z 2. a 3. kroku jsou nezbytným vstupem - kdyby nebyla předem kvalitně provedená analýza, nebylo by možné systematicky zkoumat, co může selhat.

Systematické zkoumání vyžaduje, aby v týmu byli odborníci, kteří rozumí chování a vlastnostem předmětu. A tito odborníci musí spolu diskutovat a rovnocenně spolupracovat.

Krok 5 - Analýza rizik

Na identifikovaná možná selhání musí navázat analýza, co může dané selhání způsobit. Rizikem selhání je, že se něco stane a cílem analýzy je zajistit, aby se nemohlo nic stát.

Uvědomme si, že každá součástka, každý proces může selhat. Cílem FMEA analýzy není dosáhnout tvrzení, že nic neselže - to není realistické. A každé přiblížení se danému stavu je drahé. Hlavním cílem FMEA je rozetnout závislost mezi selháním a rizikem. Jednoduše řečeno, navrhnout mechanismy, které zajistí, že i když něco selže, nepovede to k průšvihu. A aby toho byl tým schopen, musí dobře rozumět jak možným selháním, tak rizikům, které z nich plynou

Krok 6 - Optimalizace

V rámci kroku jsou vyvinuty mechanismy, které

  • Sníží pravděpodobnost selhání
  • Zajistí, že i když k selhání dojde, nenastane rizikový stav
  • Omezí míru vzniklého rizika

Uměním je najít taková opatření, která jsou účinná, nepřináší nová rizika a nejsou neúměrně drahá.

Krok 7 - Dokumentace

Řádná a podrobná dokumentace je nezbytná, protože jinak se mnohé z toho, co bylo vymyšleno, ztratí.

Na dokumentaci samozřejmě musí navázat i realizace navržených opatření. Logickou součástí dokumentace proto jsou závěry pro vlastníka analyzovaného předmětu, jak dál postupovat, aby se zjištěná rizika minimalizovala.

Systémová podpora FMEA samozřejmě nenahradí odborníky a jejich know-how. Tomu možná brzy pomůže umělá inteligence, ale ani to není na pořadu dne. Organizaci, dokumentaci, přípravu a propojení výsledků s dalšími záznamy (součástky, procesní kroky, požadavky v projektu atd.) – to dokáže systémová podpora už dnes a je důležitým pomocníkem.

Systémová podpora pro FMEA

Vést a dokumentovat kvalitně FMEA analýzu je samo o sobě pracné. Když ale využijete systémovou podporu, bude práce mnohem jednodušší a výsledek kvalitnější. FMEA v AyMINE podporuje aktuální společný standard AIAG, VDA, takže s AyMINE uděláte vše tak, jak potřebujete.

K AyMINE je navíc školení FMEA i dalších standardů pro celý tým s 25% slevou.

Pomáháme s FMEA analýzou. Ozvěte se nám.
Video o FMEA

Kde se FMEA používá

Dříve se rozlišovala FMEA pro různé účely, ale od r. 2019 se na ni pohlíží jako na jeden a ten samý proces, použitý pro různé účely.

Sjednocení pohledu je rozhodně dobře, i když standard proti starší praxi hodně změnil, jednotný přístup FMEu rozhodně zjednodušil a fakticky tak otevřel dveře jejímu využívání v podstatě kdekoli, kde je třeba minimalizovat rizika ze selhání.

Fakticky je možné rozdělit 2 hlavní oblasti nasazení FMEA - zkvalitňování činností (zejména výrobních) a samotných výrobků.

FMEA procesu výroby

FMEA procesu výroby má samozřejmě za cíl bezvadný výrobek. Jejím hlavním cílem je tak eliminovat možné nedostatky na výrobku. A výrobek nemusí být jenom fyzický. FMEA je používána i na analýzu procesů návrhu výrobku, projektové činnosti nebo proces vývoje software.

Typické otázky pohledu na proces jsou (zjednodušeně):

  • Jaké chyby mohou v jedotlivých krocích vznikat.
  • Jaká dopady na kvalitu má in-house nebo outsourcing? Co je lepší volbou?
  • Co všechno s výrobou souvisí a může zanést problémy? Např. skladování, doprava, řízení, sběr dat atd.
  • Prostorové rozmístění výrobních kroků a racionalizace pohybu

Produktová FMEA

Produktová FMEA směřuje na strukturu a funkce samotného výrobku. Zkoumá ho v celém jeho životním cyklu, tedy nejenom v provozu, ale i v době zahoření, skladování i po vyřazení.

Hledání rizik a opatření

Jak podrobněji rozebírají kroky FMEA procesu výše (viz box), cílem je analýza selhání a z nich plynoucích rizik. Na jejich základě pak návrh opatření, které je eliminují. Eliminace mohou mít velmi různou podobu a při jejich návrhu jsou nezbytné zkušenosti, předvídavost a invence (nebo i fantazie). Kreativní lidé ve FMEA týmou jsou klíčem k úspěchu. Jen tvůrčí myšlení může přinést ta nejvýhodnější řešeí.

  • Snížit pravděpodobnost, že nastane riziková situace
  • Schopnost včas problém detekovat a včas upozornit nebo jinak zamezit, aby nastala situace, kdy selhání dílu způsobí zásadní selhání celku
  • Omezit závažnost dopadů hrozby na lidi v okolí zejména jejich bezpečnost

Pro každé možné selhání se počítají dopady – tady je nezbytná podpora, která umožní hodnocení v souladu se standardem FMEA i následný výpočet. (Není složitý, ale bude se v rámci analýzy opakovat mnohokrát.)

Dokumentace předmětu analýzy

Dokumentace FMEA rozhodně není jen zápisem z porady. Nezřídka používané šablony v tabulkovém editoru jsou v podstatě jen náhradou kvalitního zpracování. Mohou dobře vypadat, ale chybí jim vazby na okolí, které jsou pro využití FMEA klíčové.

  • Vazba na požadavky na změnu předmětu analýzy
  • Vazba na díly zkoumaného předmětu
  • Vazba na lidi, kteří se budou věnovat dalšímu zpracování
  • Vazba na další rizika, která se stejnými díly souvisí.

RPN není AP

Už v r. 2019 se změnila metodika hodnocení závažnosti rizik, které mohou ze selhání vyplynout. Původní hodnotu RPN počítanou jako součin pravděpodobnosti výskytu, závažnosti a schopnosti problém detekovat (S, O, D hodnoty) nahradila veličina AP - (Activity Priority). AP fakticky říká, jak důležité je věnovat se odstranění rizik. Počítá se ze stejných hodnot S, O, D ale jiným způsobem. Výsledná hodnota má 3 stupně, L (low, nízká), M (medium, střední) a H (high, vysoká priorita).

AP hodnotu v excelu budete počítat o dost obtížněji než RPN, chtělo by to skript ve VisualBasic. I když ne hlavní, je to o důvod víc, proč místo tabulek použít kvalitní systém pro FMEA analýzu.