Análisis del modo y efecto de fallas (AMEF) en la ingeniería y fabricación, Monografías, Ensayos de Finanzas

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Análisis del Modo y Efecto de Falla

(PFMEA)

Análisis del Modo y Efecto de Falla (PFMEA)

El AMEF es una herramienta clave para mejorar la confiabilidad de procesos y productos.

La metodología del análisis de modo y efecto de las fallas ( AMEF , FMEA, Failure Mode and Effects Analysis ), proporciona la orientación y los pasos que un grupo de personas debe seguir para identificar y evaluar las fallas potenciales de un producto o un proceso, junto con el efecto que provocan éstas. A partir de lo anterior, el grupo establece prioridades y decide acciones para intentar eliminar o reducir la posibilidad de que ocurran las fallas potenciales que más vulneran la confiabilidad del producto o el proceso.

Aplicar AMEF se ha vuelto un actividad casi obligada para garantizar que los productos sean confiables, en el sentido que logren funcionar bien el tiempo que se ha establecido como su periodo de vida útil, pero también cada día se hace más común su aplicación en muchos otros campos con el objetivo de detectar fallas potenciales y prevenirlas, y de esa forma reducir los tiempos de ciclo, mejorar la eficiencia de procesos, etc. Si un producto o un proceso se analizara como un edificio, aplicarles un AMEF es revisar sus cimientos y estructura, para asegurar que ambas sean confiables y seguras, para disminuir la probabilidad de que fallen. En éste sentido, un edificio, (proceso) no está realmente caracterizado, sino hasta que se le ha aplicado el AMEF, y a partir de éste se fundamentan acciones para su mejora integral.

La frecuencia con que ocurren las fallas junto con su severidad son una medida de la confiabilidad de un sistema. Mientras mayor sean éstas menor será tal confiabilidad. De ésta forma una tarea fundamental cuando se busca caracterizar y mejorar un proceso es aplicar la metodología del AMEF, con la idea de conocer mejor las debilidades (modos de falla potenciales) del producto o proceso y a partir de ahí generar soluciones a nivel proceso o rediseño de producto. Como se comentará adelante, las herramientas estadísticas serán de utilidad para establecer la frecuencia de fallas, los efectos y las causas más importantes y

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1. Formar el equipo que realizará el AMEF y delimitar al producto o proceso que se le aplicará.
2. Identificar y examinar todas las formas posibles en que puedan ocurrir fallas de un producto o proceso (identificar los modos potenciales de falla).
3. Para cada falla, identificar su efecto y estimar la severidad del mismo.

Para cada falla potencial:

4. Encontrar las causas potenciales de la falla y estimar la frecuencia de ocurrencia de falla debido a cada causa.
5. Hacer una lista de los controles o mecanismos que existen para detectar la ocurrencia de la falla, antes de que el producto salga hacia procesos posteriores o antes que salga del área de manufactura o ensamble. Además estimar la probabilidad de que los controles hagan la detección de la falla.
6. Calcular el número prioritario de riesgo (NPR), que resulta de multiplicar la severidad por la ocurrencia y la detección.
7. Establecer prioridades de acuerdo al NPR, y para los NPR más altos decidir acciones para disminuir severidad y/ u ocurrencia, o en el peor de los casos mejorar la detección. Todo el proceso seguido debe quedar documentado en un formato AMEF.
8. Revisar y establecer los resultados obtenidos, lo cual incluye precisar las acciones tomadas y volver a calcular el NPR.

La información obtenida con las actividades descritas se organiza en un formato especial como el que se muestra en el formato de la página 14 donde también se muestran las actividades y secuencia de pasos para realizar un AMEF.

DETALLE DE LAS ACTIVIDADES

En el formato de AMEF con números circulados (página 14) , que corresponden a la información que se deberá anotar en cada parte del formato que a continuación

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explicamos para cada uno de estos números. Este formato ha permitido un desarrollo uniforme del AMEF. En la figura aparece un ejemplo y un formato en blanco.

1. Página/ De : anotar el número consecutivo correspondiente a la página en la que se trabaja y en De: escribir el número total de hojas que completan el AMEF. 2. Número de proyecto: anotar el número de proyecto al que corresponde este análisis, de acuerdo a los criterios que se utilizan en la empresa. 3. Proceso: registrar el nombre del proceso u operación sobre el cual se está haciendo el análisis. 4. Producto afectado: registre el nombre y /o modelos del(os) producto(s) que se producen en este proceso. 5. Responsabilidad: escribir el nombre de la persona que tiene la responsabilidad primaria del proceso, es decir, la gerencia que tiene la responsabilidad principal de la máquina, equipo o proceso. 6. Líder del proyecto: anotar el nombre del responsable técnico del proyecto. 7. Preparado por: anotar el nombre de las personas que realizaste en este AMEF. 8. Fecha clave: escribir la fecha obligatoria en que se debe terminar este AMEF, ya sea por alguna razón especial como compromisos de liberación de producción o por meta en tiempo que el equipo decida imponerse. 9. Fecha AMEF original y última revisión: si ya se ha hecho antes un AMEF sobre este proceso, anotar la fecha del primer AMEF y la fecha de la última revisión formal.

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12. Efecto(s) de la falla potencial: se definen como los efectos del modo de falla, este efecto negativo puede darse en el proceso mismo, sobre una operación posterior o el cliente final. De esta forma, suponiendo que la falla ha ocurrido, en esta etapa se deben describir todos los efectos potenciales de los modos de falla señalados en el paso previo. Una pregunta clave para esta actividad es ¿qué ocasionará el modo de falla identificado? La descripción debe ser tan específica como sea posible. Las descripciones típicas de los efectos potenciales de falla, desde la óptica del consumidor final del producto, son:

y El producto no funciona y Eficiencia final reducida y Áspero y Calentamiento excesivo y Ruido y Olor desagradable y Inestabilidad y Mala apariencia

Mientras que desde la óptica de una operación posterior, algunos efectos potenciales típicos son:

y No abrocha y Pone en peligro a operadores y No se puede taladrar y No ensambla y No se puede montar y No se puede conectar

13. Severidad (S): estimar la severidad de los efectos listados en la columna previa. La severidad de los efectos potenciales de falla se evalúa en una escala del 1 al 10 y representa la gravedad de la falla para el cliente o para una operación posterior, una vez que esta falla ha ocurrido. La severidad solo se refiere o se aplica al efecto.

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Se puede consultar a ingeniería del producto para grados de severidad recomendados o estimar el grado de severidad aplicando los criterios de la tabla. Los efectos pueden manifestarse en el cliente final o en el proceso de manufactura. Siempre se debe considerar primero al cliente final. Si el efecto ocurre en ambos, use la severidad más alta. El equipo de trabajo debe estar de acuerdo en los criterios de evaluación y en que el sistema de calificación sea consistente.

14. Control o artículos críticos: utilizar esta columna para identificar o clasificar las características críticas del proceso que requieren controles adicionales; por tanto se le debe notificar al responsable del diseño de proceso. 15. Causas /mecanismo de la falla potencial (mecanismo de falla): hacer un lista de todas las posibles causas para cada modo potencial de falla. Entendiendo como causa de falla a la manera como podría ocurrir la falla. Cada causa ocupa un renglón. Asegurarse de que la lista sea lo mas completa posible, para ello puede aplicarse el diagrama de Ishikawa, diagrama de relación o diagrama de árbol. Las causas típicas de falla son:

y Abertura inadecuada y Capacidad excedida y Operación faltante y Daño por manejo y Sistema de control inadecuado y Falla de material y Herramienta desgastada y Lubricación inadecuada y Herramienta dañada y Parte dañada y Preparación inadecuada y Sobrecalentamiento y Velocidad incorrecta y Medición inexacta

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un cambio notable del grado de detección. Sin embargo, el muestreo hecho sobre una base estadística es un control de detección válido. En la tabla se muestran los criterios recomendados para estimar la probabilidad de detección.

19. Número de prioridad del riesgo (NPR): calcular el NPR para efecto-causas- controles, que es el resultado de multiplicar la puntuación dada a la severidad (S-

13. del efecto de falla, por las probabilidades de ocurrencia (O-16) para cada causa de falla, y por las posibilidades de que los mecanismos de control detecten (D-18) cada cusa de falla. Es decir, para cada efecto se tienen varias causas y para cada causa un grupo de controles.

NPR = (S) x (O) x (D)

El NPR cae en un rango del 1 a 1 000 y proporciona un indicador relativo de todas las causas de falla. Alos más altos números de NPR se les deberá dar prioridad para acciones correctivas, Y sea para prevenir la cusa o por lo menos para emplear mejores controles de detección. Especial atención debe darse cuando se tengan altos NPR (mayores a 80) con severidades altas.

Un ejemplo se muestra al final en la página 10.

20. Acciones recomendadas: en esta columna se describe una breve descripción de las acciones correctivas recomendadas para los NPR más altos. Por ejemplo cuando hay poca comprensión de las causas de la falla, entonces la recomendación podría ser ejecutar un proyecto de mejora basado en los “ocho pasos en la solución de un problema (el ciclo de la calidad).

Un AMEF de proceso bien desarrollado y pensado será de un valor limitado si no se completan acciones correctivas y efectivas. Es responsabilidad de todas las áreas afectadas establecer programas de seguimiento efectivo para implantar todas las recomendaciones. Las acciones correctivas que atiendan los NPR más altos son generalmente para el diseño o el proceso. Basadas en el análisis, las acciones pueden ser usadas para lo siguiente:

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y Generar soluciones que eviten, prevengan o por lo menos reduzcan la probabilidad de ocurrencia de la falla, debido a la causa asociada. Estas soluciones deben ser a nivel proceso o diseño de producto. Las herramientas que se pueden utilizar para generar una buena solución son: metodología de los ocho pasos, diseño de experimentos, sistemas poka- yoke, o cartas de control. y En algunas ocasiones es posible reducir la severidad del modo de falla del producto modificando su diseño. y Para incrementar la probabilidad de detección se requieren revisiones al proceso. Generalmente, un aumento de los controles de detección es costoso e ineficaz para mejorar la calidad. Un incremento en la frecuencia de inspección en el departamento de calidad no es una acción correctiva positiva y debe utilizarse sólo como último recurso o medida temporal. y En algunos casos puede recomendarse un cambio en el diseño de una parte específica para ayudar a la detección. Pueden implementarse cambios en los sistemas de control actuales para incrementar la probabilidad de detección; sin embargo, debe ponerse énfasis en la prevención de defectos (es decir, reduciendo la ocurrencia), en vez de su detección; por ejemplo, teniendo un control estadístico de proceso en lugar de técnicas de muestreo al azar. Otra posibilidad es diseñar un mecanismo poka-yoke, que al integrarse al proceso mismo garantice la plena detección del defecto antes de que haya peores consecuencias.

21. Responsabilidad y fecha prometida para acciones recomendadas: especificar el área y personas responsables de la ejecución de las acciones recomendadas, con la fecha prometida para concluir tales acciones.

1. Acciones tomadas: a manera de seguimiento y una vez que se ha implementado la acción, anotar el resultado de la misma.
2. NPR resultante: una vez que la acción correctiva ha sido llevada a cabo, se deberá actualizar la información para la puntuación de severidad, ocurrencia y detección para la causa de falla estudiada. Todos los NPR resultantes deberán ser revisados y si es necesario considerar nuevas acciones, para ello se repiten los pasos del 20 en adelante.

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Ejercicios:

1. ¿Qué es un modo de falla?
2. ¿Un mismo modo de falla puede tener varios efectos de falla?
3. ¿Un modo de falla se puede deber a varias causas?
4. Explique a que se refiere la severidad, la ocurrencia y la detección de un AMEF.
5. Para un efecto de falla, una causa y un mecanismo de control, se tiene una severidad de 10, una ocurrencia de 1 y una detección de 2, respectivamente; explique con sus palabras qué situación se tiene y qué es lo que se debe hacer.
6. Imagínese un cruce automovilístico peligroso de una ciudad, y vea a un choque fuerte como un modo de falla, cuya severidad del efecto es de 8, complete de manera hipotética un AMEF que le ayude a atender la situación.
7. Suponga dos NPR igual a 80, pero el primero resultó de multiplicar 2x10x4 y el segundo de 10x2x4, entonces diga a cuál le da prioridad y por qué, considerando que el orden de la multiplicación en ambos casos es SxOxD.
8. Explique de manera detallada qué herramientas estadísticas son de utilidad para hacer un AMEF (herramienta-actividad).
9. ¿Si un NPR es alto, hacia dónde se recomienda dirigir las acciones: a disminuir severidad, ocurrencia o a mejorar controles?
10. ¿Cómo dentro de la misma herramienta AMEF se prevé medir el impacto de las acciones tomadas?
11. ¿Las acciones que recomienda el grupo de gentes que hace un AMEF, deben ser ejecutadas por ellos mismos?

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Proyecto: _______ Proceso:No. Nombre:

Producto

AMEF #:

Area responsable:

Líder del proyecto:

Preparado por:

Otras areas involucradas

Fecha de liberacion

Fecha Amef originalFecha Última revisión

Descripcion delprocesoIdentificación

Proposito delproceso

Acciones tomadas

SEV

OCU

DET

NRP

ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE LA FALLA POTENCIAL

(AMEF DE PROCESO) Causa potencial omecanismo de la

falla

OCURRENCI

Controles actuales

Accionesrecomendadas

Modo de la fallapotencial

Efectos-Causa(s)Potenciales de la falla

SEVERIDAD

CRITICA

Area/ Responsable/Fecha

de cierre

Resultado de acciones

DETECCION

NPR

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Efectos-Causa(s)Potenciales de la falla

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Controles actuales

Accionesrecomendadas

ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE LA FALLA POTENCIAL

(AMEF DE PROCESO)

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Proyecto: _______ Proceso:No. Nombre:

Producto

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Area responsable:

Líder del proyecto:

Preparado por:

Otras areas involucradas

Fecha de liberacion

Fecha Amef originalFecha Última revisión

Descripcion delprocesoIdentificación

Proposito delproceso

Acciones tomadas

SEV

OCU

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NRP

Resultado de acciones

DETECCION

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de cierre

Modo de la fallapotencial

Efectos-Causa(s)Potenciales de la falla

SEVERIDAD

DELTACausa potencial de la

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OCURRENCI

Controles actuales

Accionesrecomendadas

ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE LA FALLA POTENCIAL

(AMEF DE PROCESO)

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CRITERIO DE EVALUACIÓN DE OCURRENCIA SUGERIDO PARA PFMEA

˜100 por mil piezas

Probabilidad

Índices Posibles de

falla

Ppk

Calif.

Muy alta: Fallaspersistentes

50 por mil piezas

Alta: Fallas frecuentes

20 por mil piezas

10 por mil piezas

Moderada: Fallasocasionales

5 por mil piezas

por mil piezas

1 por mil piezas

Baja : Relativamente pocasfallas

0.5 por mil piezas

0.1 por mil piezas

Remota: La falla esimprobable

0.01 por mil piezas

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CRITERIO DE EVALUACIÓN DE OCURRENCIA SUGERIDO PARA PFMEA

˜100 por mil piezas

Probabilidad

Índices Posibles de

falla

Ppk

Calif.

Muy alta: Fallaspersistentes

50 por mil piezas

Alta: Fallas frecuentes

20 por mil piezas

10 por mil piezas

Moderada: Fallasocasionales

5 por mil piezas

por mil piezas

1 por mil piezas

Baja : Relativamente pocasfallas

0.5 por mil piezas

0.1 por mil piezas

Remota: La falla esimprobable

0.01 por mil piezas