Analisis de Modos y Efectos de Fallas

Análisis del Modo y Efecto de Falla Potencial en Procesos de Manufactura y Ensamble (AMEF)

Introducción

Un AMEF de proceso es una técnica analítica utilizada por el equipo responsable de ingeniería de manufactura como un apoyo para asegurar, hasta donde sea posible, que los modos de falla y sus causas o mecanismos han sido considerados y dirigidos. En su mas rigurosa forma, un AMEF es un sumario de las experiencias del equipo de ingeniería (incluyendo un análisis de las características que pueden fallar, basados en la experiencia y en procesos similares anteriores). Este sistema proporciona y formaliza la disciplina mental que un ingeniero normalmente debe tener en cualquier proceso de planeación de manufactura.

El AMEF potencial del proceso:

Identifica modos de falla potencial relacionados al productoEvalúa los efectos potenciales de la fallas en los clientes

Identifica las causas potenciales de los procesos de manufactura o ensamble e identifica variables del proceso para enfocar los controles para reducir la ocurrencia o la detección de las condiciones de la falla.

Desarrolla una lista de modos potenciales de falla, para establecer un sistema preventivo de la acciones correctivas consideradas.

Documenta los resultados de los procesos de manufactura o ensamble.

Definición de cliente

La definición de “CLIENTE” para un AMEF potencial de proceso debe normalmente ser visto como el “USUARIO FINAL”. Sin embargo, el cliente puede ser la siguiente operación.

Cuando está completamente implementada, la disciplina del AMEF requiere un AMEF de proceso para todos los procesos o partes nuevas y en los procesos o partes de uso común para nuevas aplicaciones o ambientes. Este es iniciado por un ingeniero del departamento responsable de ingeniería de procesos.

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Formación del equipo

Durante el AMEF potencial del proceso inicial, el responsable de ingeniería debe asegurar que existen representantes de todas las áreas que están involucradas directa y activamente. Estas áreas deben incluir, pero no limitarse a, diseño, ensamble, manufactura, materiales, calidad, servicio y proveedores, así como el área responsable del siguiente ensamble. El AMEF debe ser un catalizador para estimular el intercambio de ideas entre las funciones afectadas y esto debe promover el trabajo en equipo.

El AMEF de proceso es un documento viviente y debe ser iniciado antes de o en la etapa de factibilidad, antes de la herramentación para producción, y tomar en cuenta todas las operaciones de manufactura, desde los componentes individuales hasta el ensamble. Cada revisión y análisis de un proceso nuevo o revisado es promovido con anticipación, resuelto o controlado el proceso concerniente durante las etapas del programa de planeación de la manufactura de una nuevo modelo o componente.

El AMEF de proceso asume al producto como un diseño que puede se logrado conforme a las intenciones bajo las cuales fue diseñado. Las fallas potenciales que pueden ocurrir por una falla de diseño no necesitan, pero pueden ser incluidas en un AMEF de proceso. Su efecto e impacto es cubierto por el AMEF de diseño.

El AMEF de proceso no hace cambios al diseño del producto para superar errores en el proceso, pero toma en consideración las características del diseño del producto relativas al proceso de manufactura o ensamble planeado para asegurar, en la medida de lo posible, que el producto resultante satisface las necesidades y expectativas del cliente.

La disciplina de AMEF también puede asistir en el desarrollo de maquinaria o equipo nuevo. La metodología es la misma, la maquinaria o el equipo a diseñarse es considerado el producto. Cuando los modos potenciales de falla son identificados, una acción correctiva puede ser iniciada para eliminarlos o reducir continuamente su ocurrencia potencial.

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Desarrollo de un AMEF de proceso

Un AMEF de proceso debe hincar con una carta de flujo de auditoria de riesgo(ver apéndice A) de los procesos generales. Esta carta de flujo debe identificar las características del producto / proceso asociadas con cada operación. Si esta disponible, deben ser incluida la identificación de algunos efectos del AMEF de diseño correspondiente. Copia de la carta de flujo de auditoria de riesgo usada en la preparación del AMEF debe acompañar al AMEF.

Para facilitar la documentación del análisis de fallas potenciales y sus consecuencias, ha sido desarrollado una forma AMEF de proceso y esta en el apéndice B.

La aplicación de la forma es descrita abajo, los puntos está numerados de acuerdo a los números encerrados en un circulo en la forma mostrada en la página del frente. Ejemplo de una forma llena esta contenido en el apéndice C.

1) Número de AMEF: Escriba el número del documento de AMEF, el cual puede ser usado consecutivo.

2) Descripción: Escriba el nombre y número del sistema, subsistema o componente, para cada proceso que se esta analizando.

3) Responsable del proceso: Escriba el departamento y grupo de la organización, también se puede incluir el nombre del proveedor si es conocido.

4) Preparado por: Escriba el nombre, número de teléfono y compañía del ingeniero responsable de la preparación del AMEF.

5) Año modelo / Vehículo (s): Escriba el año modelo y la línea del vehículo que utilizará y / o será afectada por el diseño / proceso que esta siendo analizado (si es conocido).

6) Fecha de elaboración: Escriba la fecha inicial del AMEF, la cual no debe exceder la fecha programada de inicio producción.

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7) Fecha del AMEF: Escriba la fecha en que el AMEF original fue completado, y la ultima fecha de revisión.

8) Equipo de trabajo: Enliste los nombres de los responsables individuales y departamentales que tienen la autoridad de identificar y / o desarrollar tareas. (Es recomendable que todos los nombres de los miembros, departamentos, números telefónicos, direcciones, etc., sean incluidas en una lista de distribución).

9) Requerimientos del proceso / Funciones: Escriba una descripción simple del proceso u operación que esta siendo analizada (por ejemplo, torneado, fresado, barrenado, soldado, ensamble). Indicando tan conciso como sea posible el propósito de los procesos u operación que esta siendo analizada. Cuando el proceso envuelve varias operaciones (por ejemplo ensamble) con diferentes modos de falla potencial, también es deseable una lista de las operaciones como procesos separados.

10) Modo de falla potencial: El modo de falla potencial es definido como la manera en que el proceso puede potencialmente fallar en cumplir los requerimientos del proceso y / o la intención del diseño. Esta es la descripción de una no conformidad en esta operación específica. Esto puede ser causa asociada con un modo de falla potencial en una operación subsecuente ó un efecto asociado con un modo de falla potencial en una operación previa. Sin embargo, en la preparación del AMEF debe asumirse que las partes / materiales recibidos son correctos.

Enlistar cada modo de falla potencial para la operación particular en términos de una característica de un componente, subsistema, sistema o proceso. Se debe asumir que la falla puede ocurrir, pero no necesariamente ocurrirá. El equipo de ingenieros del proceso debe poder responder las siguientes preguntas:

¿Cuánto puede fallar el proceso / parte a las especificaciones requeridas?

¿Deseos de las especificaciones de ingeniería que el cliente (usuario final, las siguientes operaciones o servicio) puede considerar objetable?

Se recomienda una comparación de procesos similares y una revisión del cliente (usuario final y siguiente operación) como un punto de inicio.

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Además de ser necesario el conocimiento del propósito del diseño. Típicamente las fallas pueden ser, pero no están limitadas a:

Doblado Sucio Corto circuitoDaño de manejo Desajustado FisuradoPolveado Deformado Circuito Abierto

11) Efectos Potenciales de la Falla: Los efectos potenciales de falla son definidos como los efectos del modo de falla en el cliente. En este contexto el cliente puede ser la siguiente operación, operaciones subsecuentes, y / o el dueño del vehículo. Cada uno debe ser considerado cuando se evalúa el efecto potencial de una falla.

Describir los efectos de la falla en los términos de lo que el cliente experimenta. Para el usuario final, los efectos deben ser siempre establecidos en términos de desempeño del producto o sistema, como:

Ruido DesplazadoMala operación InoperanteInestable Operación intermitenteApariencia pobre Control del vehículo inconstante

Si el cliente es la siguiente operación u operaciones / instalaciones subsecuentes el efecto debe ser establecido en términos de desempeño de producto o sistema, como:

No acelera No tiene formaNo se conecta No montaNo ensambla Daña el equipoArriesga al operador

12) Severidad: La severidad es una evaluación de la seriedad del efecto (listado en la columna anterior) del modo de falla potencial al cliente. La severidad solo aplica al efecto. Si el cliente afectado por un modo de falla es la planta de ensamble o el usuario del producto, la evaluación de severidad debe ser efectuado por el equipo de ingenieros de proceso de campo, con experiencia o conocimiento. En estos casos, deben ser consultados el AMEF de diseño, el ingeniero de diseño, y / o los ingenieros de manufactura o ensamble La severidad debe ser estimada en una escala del “1” al “10”.

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Criterios de evaluación sugeridos:

13) Clasificación: Esta columna debe ser usada para clasificar cualquier proceso con característica especial (por ejemplo, crítica, clave, mayor, significante) para componentes, subsistemas o sistemas, que pueden requerir controles adicionales del proceso. Si una clasificación es identificada en el AMEF de proceso, se debe notificar al ingeniero responsable del diseño, ya que esto puede afectar los documentos de ingeniería relacionados con la identificación de la característica de control.

14) Causa(s) Potencial(es) / Mecanismo(s) de falla: La causa potencial de la falla se define en como puede ocurrir la falla, es descrito en términos de algo que puede ser corregido o puede ser controlado.

Enlista, hasta donde es posible, toda causa asignable para cada modo potencial de falla. Si una causa es exclusiva a un modo de falla, por ejemplo, si corregir la causa tiene un impacto directo en el modo de falla, entonces esta parte del proceso de AMEF es completado. Sin embargo, algunas causas no

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Efecto Criterio: Severidad del efecto Ranking

Riesgoso - Sin

advertencia

Puede peligrar la máquina o el operador de ensamble. Ranking muy alto cuando un modo de falla potencialafecta la seguridad de la operación del vehículo y / o envuelve incumplimiento a regulacionesgubernamentales. La falla ocurre sin advertencia

10

Riesgoso - Con

advertencia

Puede peligrar la máquina o el operador de ensamble. Ranking muy alto cuando un modo de falla potencialafecta la seguridad de la operación del vehículo y / o envuelve incumplimiento a regulacionesgubernamentales. La falla ocurre con advertencia

9

Muy altoParo mayor en la línea de producción. El 100% del producto debe ser desechado. El vehículo / parte esinoperable, perdida de la función primaria. El cliente esta muy insatisfecho

8

AltoParo menor en la línea de producción. El producto debe ser seleccionado y una parte (menor al 100%)desechado. El vehículo es operable, pero se reduce el nivel de desempeño. El cliente esta insatisfecho

7

ModeradoParo menor en la línea de producción. Una parte (menor al 100%) del producto debe ser desechado (sinseleccionar). El vehículo / parte son operables, pero algunas características de confort / equipo soninoperables. El cliente experimenta inconformidad

6

BajoParo menor en la línea de producción. 100% del producto debe ser retrabajado . El vehículo / parte sonoperables, pero algunas características de confort / equipo son operables a un nivel reducido de desempeño.El cliente experimenta alguna inconformidad

5

Muy bajoParo menor en la línea de producción. El producto debe ser seleccionado y una parte (menor al 100%)retrabajado. Las características de forma y acabado / vibración y ruido son no conformes. El defecto esdetectado por muchos clientes

4

MenorParo menor en la línea de producción. Una parte del producto (menor al 100%) tiene que ser retrabajada enla línea, pero fuera de la estación de trabajo. Las características de forma y acabado / vibración y ruido sonno conformes. El defecto es detectado por el promedio de clientes

3

Muy menorParo menor en la línea de producción. Una parte del producto (menor al 100%) tiene que ser retrabajada enla línea, pero fuera de la estación de trabajo. Las características de forma y acabado / vibración y ruido sonno conformes. El defecto es detectado por algunos clientes

2

Ninguno Sin efecto 1


son mutuamente exclusivas, y para corregir o controlar la causa debe ser considerado, por ejemplo, un diseño de experimentos para determinar que causas raíz tienen la mayor contribución y cuales pueden ser mas fácilmente controladas. Causas de falla típicas pueden incluir, pero no están limitadas a:

Torque inapropiado – Arriba, abajoSoldadura inapropiada – Actual, tiempo, presiónTratamiento térmico inapropiado – Tiempo, temperaturaLubricación inadecuada o sin lubricación

Sólo deben ser listados errores específicos o malas funciones (por ejemplo, el operador falla al instalar el sello); no deben ser usadas frases ambiguas (por ejemplo, error del operador, mal funcionamiento de la máquina).

15) Ocurrencia (O): La ocurrencia es qué tan frecuentemente esta proyectado que la causa específica / mecanismo, pueda ocurrir (Listado en la columna anterior). El número de ranking de ocurrencia debe ser establecido como un valor.

Estima la ocurrencia en escala del “1” al”10”. Para este ranking sólo deben ser consideradas las ocurrencias resultantes en el modo de falla; no deben ser consideradas fallas de medición detectadas.

El siguiente sistema de ranking de ocurrencia debe ser usado para asegurar consistencia. El “Posible Rango de Fallas” esta basado en el número de fallas que es anticipado durante la ejecución del proceso.

Si están disponibles, deben ser usados los datos estadísticos de un proceso similar para determinar el ranking dela ocurrencia. En todos los demás casos, debe ser hecha una evaluación subjetiva utilizando las descripciones de la columna izquierda de la tabla, apoyados por datos históricos disponibles de procesos similares.

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Criterio de evaluación sugerido:

16) Controles del Proceso Actuales: Los controles del proceso actuales son descripciones de los controles que actualmente previenen hasta donde es posible, el modo de falla o detectan si el modo de falla debe ocurrir. Estos controles pueden ser dispositivos a prueba de error, o control estadístico del proceso (CEP). La evaluación puede establecerse en la operación indicada o en operaciones subsecuentes. Hay tres tipo s de control de proceso a considerar, los cuales son:

(1) Prevención de la causa / mecanismo o modo de falla / efecto de la ocurrencia, o reduce su rango de ocurrencia.

(2) Detectar la causa / mecanismo e implementa acciones correctivas, y

(3) Detecta el modo de falla

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Probabilidad de falla Rangos de probabilidad de falla Cpk Ranking

Igual o mayor a 1 en 2 Menor a 0.33 10

1 en 3 Igual o mayor a 0.33 9





1 en 2,000 Igual o mayor a 1.17 4

Bajo: Fallas aisladas asociadas con procesos similares


Bajo: Fallas aisladas asociadas con procesos identicos


Remota: Sin fallas asociadas con procesos identicos

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Muy alta: La falla es inevitable

Alta: Generalmente asociada con procesos similares o procesos

anteriores que a menudo fallan

Moderado: Generalmente asociado con procesos similares o procesos anteriores los cuales experimentan

fallas ocasionales, pero no en mayores proporciones


Sea recomienda usar controles del tipo (1), si es posible; después usar controles tipo (2) y por ultimo usar controles tipo (3). Los rankings de ocurrencia inicial pueden ser afectados por los controles tipo (1) previstos como parte del diseño. La detección inicial de rankings se debe basar en los controles actuales de tipo (2) y tipo (3), de los procesos actuales.

17) Detección (D): La detección es una evaluación de la probabilidad de que los controles de proceso tipo (2) actuales, listados en la columna 16, detectarán un mecanismo / causa potencial, o la probabilidad de que los controles del proceso tipo (3) detecten el subsecuente modo de falla, antes de que la parte o componente salgan a la operación de manufactura o a la planta de ensamble. Se usa una escala del “1” al “10”. Se asume que la falla ha ocurrido y entonces se evalúa la habilidad de los “Controles Actuales del Proceso” para prevenir el embarque de partes que tienen este modo de falla o defecto. No se debe asumir automáticamente que el ranking de la detección es bajo por que la ocurrencia es baja (por ejemplo cuando se usan cartas de control), pero se debe evaluar la habilidad del control del proceso para detectar modos de falla de baja frecuencia o prevenir que el producto pase a la siguiente etapa del proceso.

No son deseables verificaciones de calidad aleatorias para detectar la existencia de un defecto aislado y no debe influenciar el ranking de detección. El muestreo basado en bases estadísticas es un control de detección válido.

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Criterio de evaluación sugerido

18) Número de Prioridad de Riesgo (NPR): El Número de Prioridad de Riesgo es el producto de los rankings de Severidad (S), Ocurrencia (O) y Detección (D).

NPR = (S) X (O) X (D)

Este valor debe ser usado para prioritizar las acciones del proceso (por ejemplo en un diagrama de pareto). El NPR debe estar entre el “1” y el “1,000”. Para los NPR’s mas grandes el equipo debe asegurar la reducción del riesgo calculado mediante acciones correctivas. Generalmente, conforme al NPR resultante, debe darse especial atención cuando la severidades alta.

19) Acciones recomendadas: Cuando los modos de falla han sido ordenados por su NPR, la acción correctiva debe ser dirigida primero a los rankings mas altos y a las características críticas. Si, por ejemplo, las causas

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DetecciónCriterio: La habilidad de que la existencia de un defecto sea detectadas por lo socntroles del proceso antes de la operación siguiente o subsecuente, o antes de que la parte o componentes salgan a la instalación de manufactura o ensamble

Ranking

Casi Imposible No se conocen controles disponibles para detectar el modo de falla 10

Muy Remoto Probabilidad muy remota de que los controles actuales detecten el modo de falla 9

Remoto Probabilidad remota de que los controles actuales detecten el modo de falla 8

Muy bajo Muy baja probabilidad de que los controles actuales detecten el modo de falla 7

Bajo Baja probabilidad de que los controles actuales detecten el modo de falla 6

Moderado Probabilidad moderada de que los controles actuales detecten el modo de falla 5

Moderadamente Alto

Probabilidad moderadamente alta de que los controles actuales detecten el modo de falla 4

Alto Probabilidad alta de que los controles actuales detecten el modo de falla 3

Muy Alto Probabilidad muy alta de que los controles actuales detecten el modo de falla 2

Siempre Detectable

Los controles actuales siempre detectan el modo de falla. 1


no son totalmente entendidas, la acción recomendada debe ser determinada por un diseño de experimentos estadístico (DOE). La intención de cualquier acción recomendada es reducir los rankings de severidad, ocurrencia y / o detección. Si no se recomiendan acciones para una causa específica, se indica esto escribiendo “NINGUNA” en esta columna.

En los casos en los cuales el efecto de un modo de falla potencial puede ser peligroso para el personal de manufactura / ensamble, se deben tomar acciones correctivas para prevenir el modo de falla por medio de la eliminación o control de la(s) causa(s), o debe ser especificada la protección apropiada para el operador.

Es necesario tomar acciones correctivas positivas especificas con beneficios cuantificables, recomendación de acciones a otras actividades y el seguimiento de todas las recomendaciones no puede ser postergado. Un AMEF de proceso bien desarrollado puede ser de un valor limitado sin acciones correctivas positivas y efectivas. Es responsabilidad de todas las actividades afectadas el implementar programas efectivos de seguimiento y documentar todas las recomendaciones.

Acciones como las siguientes deben ser consideradas:

- Se requiere una revisión al proceso y / o diseño, para reducir la probabilidad de ocurrencia. Puede ser implementado un estudio de acción orientada del proceso usando métodos estadísticos con retroalimentación o información a las operaciones apropiadas para mejora continua y prevención de defectos.

- Sólo una revisión del diseño y / o proceso puede traer una reducción en el ranking de severidad.

- Se requiere una revisión del diseño y / o proceso para incrementar la probabilidad de detección. Generalmente, mejorar los controles de detección es costoso e inefectivo para la mejora de la calidad. Incrementar la frecuencia de los controles de calidad no es una acción correctiva positiva y solo puede ser utilizada como medida temporal, se requiere una acción correctiva permanente. En algunos casos, puede ser requerido un cambio al diseño de una parte específica, para apoyar en la detección. Los cambios al sistema de control actual deben ser implementados para incrementar esta probabilidad.

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Sin embargo, el énfasis debe ser puesto en la prevención de defectos (por ejemplo, reduciendo la ocurrencia), más que la detección de ellos.

20) Responsable y fecha objetivo de cierre (Para la Acción Recomendada): Escriba el responsable individual y la organización para la acción recomendada, y la fecha objetivo de cierre.

21) Acciones Tomadas: Después de que una acción haya sido implementada, escriba una descripción completa de la acción y le fecha de efectividad.

22) NPR Resultante: Después de que las acciones correctivas han sido identificadas, estimar y registrar el ranking resultante de ocurrencia, severidad y detección. Calcular el NPR resultante. Si no se han tomado acciones, no llene el “NPR Resultante” y deje las columnas en blanco.

Todos los NPR’s resultantes deben ser revisados y si es necesaria alguna acción, repita del paso 19 al 22.

Seguimiento: El ingeniero del proceso es responsable de asegurar que las acciones recomendadas sean implementadas. El AMEF es un documento vivo y debe reflejar siempre el ultimo nivel del diseño, así como las ultimas acciones relevantes, incluyendo aquellas que ha ocurrido después del inicio de producción.

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Apéndice A

Muestra de Carta de Flujo de Evaluación de Riesgo de AMEF de Proceso

(Aplicación de cera dentro de la puerta)

Etapas del proceso Auditoria de riesgo

1) Tomar el aplicador de cera Riesgo bajo

2) Abrir la puerta del vehículo Riesgo Bajo

*3) Insertar la pistola y Riesgo altopresionar el gatillo por 12segundos mientras se aplicantres líneas de cera

4) Mantenga oprimido el gatillo Riesgo mediopor tres segundos

5) Separe la pistola Riesgo medio

6) Cierre la puerta del vehículo Riesgo bajo

7) Ponga la pistola sobre el Riesgo bajosoporte

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Apéndice B

Formato de AMEF de Proceso

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Apéndice C

Muestra de AMEF del Proceso

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Analisis de Modos y Efectos de Fallas