Manual AMEF Análisis Análisis de modo y efecto de fallas potenciales Armando Hidalgo Mascorro •
Administración
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04.09.2005
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18 minutos de lectura
administración de d e producción prod ucción y operaciones operacionesmejora mejora continua 1. Introducción
Tradicionalmente, en los procesos de comercialización de bienes y sericios, y con el objetio de satis!acer al cliente, las empresas se "an isto en la obli#ación de o!recer #arant$as, es decir, de comprometerse con el cliente por un per$odo determinado a reparar o sustituir de manera total o parcial los productos %ue presenten de!ectos operacionales o de construcción. Aun cuando este compromiso representa tran%uilidad para el consumidor, el "ec"o de no poder disponer del producto durante un per$odo de reparación o sustitución, o %ue &ste se aer$e con muc"a !recuencia' representa un motio de insatis!acción, el cual se traduce como una p&rdida de presti#io para el proeedor. (e i#ual manera, en a%uellos casos en %ue el producto o sericio es utilizado en lu#ares remotos o en condiciones muy cr$ticas, la #arant$a pasa a un se#undo plano y el inter&s principal del cliente recae en %ue el producto no !alle. )or estos motios, es deseable colocar en el mercado un producto o sericio %ue no presente de!ectos, y para tal !in en el presente trabajo se e*pone el Análisis de modos y efectos de fallas potenciales, AMEF, AMEF, (FMEA por sus siglas en inglés Failure Mode and Effects Analysis! Analysis! , como un procedimiento de #ran utilidad
para aumentar la con!iabilidad y buscar soluciones a los problemas %ue puedan presentar los productos y procesos antes de %ue estos ocurran. ". #ese$a Histórica
+a disciplina del A- !ue desarrollada en el ejercito de la -stados /nidos por los in#enieros de la ational A#ency o! pace and Aeronautical AA3, y era conocido como el procedimiento militar +)1629, titulado 7)rocedimiento para
la -jecución de un odo de alla, -!ectos y Anlisis de criticabilidad y elaborado el 9 de noiembre de 1949' este era empleado como una t&cnica para ealuar la con!iabilidad y para determinar los e!ectos de las !allas de los e%uipos y sistemas, en el &*ito de la misión y la se#uridad del personal o de los e%uipos. -n 1988 la :r#anización nternacional para la -standarización :3, publicó la serie de normas : 9000 para la #estión y el ase#uramiento de la calidad' los re%uerimientos de esta serie llearon a muc"as or#anizaciones a desarrollar sistemas de #estión de calidad en!ocados "acia las necesidades, re%uerimientos y e*pectatias del cliente, entre estos sur#ió en el rea automotriz el ; 9000, &ste !ue desarrollado por la <"rysler
o y de proceso, as$ como tambi&n un plan de control. )osteriormente, en !ebrero de 199? el #rupo de acción automotriz industrial AA=3 y la ociedad Americana para el
)ara "acer un A- se re%uiere los si#uienteC •
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/n e%uipo de personas con el compromiso de mejorar la capacidad de dise>o para satis!acer las necesidades del cliente. (ia#ramas es%uemticos y de blo%ue de cada niel del sistema, desde subensambles "asta el sistema completo.
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-speci!icaciones de los componentes, lista de piezas y datos del dise>o.
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-speci!icaciones !uncionales de módulos, subensambles, etc.
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De%uerimientos de manu!actura y detalles de los procesos %ue se an a utilizar.
ormas de A- en papel o electrónicas3 y una lista de consideraciones especiales %ue se apli%uen al producto. . )eneficios 'el AMEF
+a eliminación de los modos de !allas potenciales tiene bene!icios tanto a corto como a lar#o plazo. A corto plazo, representa a"orros de los costos de reparaciones, las pruebas repetitias y el tiempo de paro. -l bene!icio a lar#o plazo es muc"o mas di!$cil medir puesto %ue se relaciona con la satis!acción del cliente con el producto y con sus percepción de la calidad' esta percepción a!ecta las !uturas compras de los productos y es decisia para crear una buena ima#en de los mismos. )or otro lado, el A- apoya y re!uerza el proceso de dise>o ya %ueC •
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Ayuda en la selección de alternatias durante el dise>o. ncrementa la probabilidad de %ue los modos de !allas potenciales y sus e!ectos sobre la operación del sistema sean considerados durante el dise>o. )roporciona unas in!ormación adicional para ayudar en la planeación de pro#ramas de pruebas concienzudos y e!icientes. (esarrolla una lista de modos de !allas potenciales, clasi!icados con!orme a su probable e!ecto sobre el cliente. )roporciona un !ormato documentado abierto para recomendar acciones %ue reduzcan el ries#o para "acer el se#uimiento de ellas. (etecta !allas en donde son necesarias caracter$sticas de auto corrección o de lee protección. denti!ica los modos de !allas conocidos y potenciales %ue de otra manera podr$an pasar desapercibidos. (etecta !allas primarias, pero a menudo m$nimas, %ue pueden causar ciertas !allas secundarias. )roporciona un punto de isto !resco en la comprensión de las !unciones de un sistema .
*. +ué es amef-
-l Anlisis de modos y e!ectos de !allas potenciales, A-, es un proceso sistemtico para la identi!icación de las !allas potenciales del dise>o de un producto o de un proceso antes de %ue &stas ocurran, con el propósito de eliminarlas o de minimizar el ries#o asociado a las mismas. )or lo tanto, el AMEF puede ser considerado como un método analtico estandari/ado para detectar y eliminar pro0lemas de forma sistemática y total, cuyos objetios principales sonC •
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Deconocer y ealuar los modos de !allas potenciales y las causas asociadas con el dise>o y manu!actura de un producto. (eterminar los e!ectos de las !allas potenciales en el desempe>o del sistemadenti!icar las acciones %ue podrn eliminar o reducir la oportunidad de %ue ocurra la !alla potencial. Analizar la con!iabilidad del sistema (ocumentar el proceso
Aun%ue el m&todo del A- #eneralmente "a sido utilizado por las industrias automotrices, &ste es aplicable para la detección y blo%ueo de las causas de !allas potenciales en productos y procesos de cual%uier clase de empresa, ya sea %ue estos se encuentren en operación o en !ase de proyecto' as$ como tambi&n es aplicable para sistemas administratios y de sericios. . Formato y elementos del AMEF
)ara !acilitar la documentación del anlisis de !allas potenciales y sus consecuencias, la empresa ord estandarizó un !ormato para la realización del A-' sin embar#o, dado %ue cada empresa representa un caso particular es necesario %ue &ste sea preparado por un e%uipo multidisciplinario inte#rado por personal con e*periencia en dise>o, manu!actura, ensamblaje, sericio, calidad y con!iabilidad. -s muy importante %ue, aEn cuando se realicen modi!icaciones, se manten#an los si#uientes elementosC Enca0e/ado. •
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Tipo (e A-C se debe especi!icar si el A- a realizar es de dise>o o de proceso. ombreFEmero (e )arte : )rocesoC e debe re#istrar el nombre y nEmero de la parte, ensamble o proceso %ue se est analizando. /tilice su!ijos, cambie letras yFo el nEmero de Deporte de )roblemaFsolicitud de cambio
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Desponsabilidad (e (ise>oFanu!acturaC Anotar el nombre de la operación y planta de manu!actura %ue tiene responsabilidad primaria de la ma%uinaria, e%uipo o proceso de ensamble, as$ como el nombre del rea responsable del dise>o del componente, ensamble o sistema inolucrado. :tras Greas nolucradasC Anotar cuales%uier reaFdepartamento u or#anizaciones a!ectadas o inolucradas en el dise>o o !unción del los3 componentes3, as$ como otras operaciones manu!actureras o plantas inolucradas. )roeedores H )lantas A!ectadasC -nlistare cual%uier proeedor o plantas manu!actureras inolucradas en el dise>o o !abricación de los componentes o ensambles %ue se estn analizando. Ie"$culo 3FA>o odelo depende de donde se est "aciendo3C De#istra todas las l$neas de e"$culos %ue utilizarn la parteFproceso %ue se est analizando y el a>o modelo. ec"a (e +iberación (e n#enier$aC ndica el Eltimo niel de +iberación de n#enier$a y !ec"a para el componente o ensamble inolucrado. ec"a $a del in#eniero %ue prepara el A-. ec"a (el A-C Anotar la !ec"a en %ue se desarrolló el A- ori#inal y posteriormente, anotar la !ec"a de la Eltima reisión del A-.
'escripción2propósito del proceso.
Anotar una descripción simple del proceso u operación %ue se est analizando e indicar tan breemente como sea posible el propósito del proceso u operación %ue se est& analizando. Modo de falla potencial.
e de!ine como la manera en %ue una parte o ensamble puede potencialmente !allar en cumplir con los re%uerimientos de liberación de in#enier$a o con re%uerimiento espec$!icos del proceso. e "ace una lista de cada modo de !alla potencial para la operación en particular' para identi!icar todos los posibles modos de !alla, es necesario considerar %ue estos pueden caer dentro de una de cinco cate#or$asC 1. alla Total
2. alla )arcial ?. alla ntermitente 4. alla =radual 5. obre!uncionamiento Efectos de falla potencial.
-l si#uiente paso del proceso de A-, lue#o de de!inir la !unción y los modos de !alla, es identi!icar las consecuencias potenciales del modo de !alla' &sta actiidad debe de realizarse a tra&s de la tormenta de ideas y una ez identi!icadas estas consecuencias, deben introducirse en el modelo como e!ectos. e debe asumir %ue los e!ectos se producen siempre %ue ocurra el modo de !alla. -l procedimiento para
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e comienza con un modelo de !alla 13, y una lista de todas sus consecuencias potenciales eparar a%uellas consecuencias %ue se asumen como resultado siempre %ue 1 ocurra, &stas se identi!ican como e!ectos 1 e escriben modos de !alla adicionales para las consecuencias restantes consecuencias %ue pudiesen resultar si 1 ocurre, dependiendo de las circunstancias bajo las cuales ocurra3. +os nueos modos de !alla implican %ue las consecuencias inusuales ocurrirn al incluir las circunstancias bajo las cuales ocurren. eparar las consecuencias %ue se asume resultarn siempre %ue los modos de !alla y sus circunstancias especiales ocurran' &stas se deben identi!icar como e!ectos de los modos de !allas adicionales.
3e4eridad.
-l primer paso para el anlisis de ries#os es cuanti!icar la seeridad de los e!ectos, &stos son ealuados en una escala del 1 al 10 donde 10 es lo ms seero. A continuación les presentare las tablas con los criterios de ealuación para proceso y para dise>oC
Tabla 1. Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la severidad de los efectos para un diseño AMEF Efecto
Criterios: everidad del efecto para AMEF
Fila
Alerta peligrosa
El incidente afecta la operación segura del producto o implica la no conformidad con la regulación del gobierno sin alarma.
10
– peligroso; con alarma
El incidente afecta la operación segura del producto o implica la no conformidad con la regulación del gobierno con la alarma.
9
Muy Arriba
El producto es inoperable con pérdida de función primaria.
8
Alto
El producto es operable pero en el ni!el reducido del funcionamiento.
"
Moderado
El producto es operable pero el item#s$ de la comodidad o de la con!eniencia es inoperable.
%
&a'o
El producto es operable a un ni!el reducido de funcionamiento.
(
Muy &a'o
)a mayor*a de los clientes notan los defectos.
+
,e menor importancia
)os clientes medios notan los defectos.
-
Muy ,e menor importancia
El a'uste y el final o el cirrido y el item del tra/ueteo no se conforma. )os clientes eigentes notan los defectos.
2inguno
2ing3n efecto
1
!ector ". Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la severidad de efectos en un proceso AMEF Efecto
Criterios: everidad del efecto para AMEF
Fila
– peligroso; sin alarma
4uede poner en peligro al operador del ensambla'e. El incidente afecta la operación o la no conformidad segura del producto con la regulación del gobierno. El incidente ocurrir5 sin alarma.
10
– peligroso; con alarma
4uede poner en peligro al operador del ensambla'e. El incidente afecta la operación o la no conformidad segura del producto con la regulación del gobierno. El incidente ocurrir5 con alarma.
9
Muy Arriba
6nterrupción importante a la cadena de producción. 1007 del producto
8
puede ser desecado. El producto es inoperable con pérdida de función primaria. Alto
6nterrupción de menor importancia a la cadena de producción. El producto " puede ser clasificado y una porción desecada. El producto es operable pero en un ni!el reducido del funcionamiento.
Moderado
6nterrupción es de menor importancia a la cadena de producción. na porción del producto puede ser desecado #no se clasifica$. El producto es operable pero un cierto item#s$ de la comodidad de la con!eniencia es inoperable
%
&a'o
6nterrupción es de menor importancia a la cadena de producción. 1007 del producto puede ser de!uelto a traba'ar. El producto es operable pero algunos items de la comodidad de la con!eniencia funcionan en un ni!el reducido del funcionamiento.
(
Muy &a'o
6nterrupción es de menor importancia a la cadena de producción. El producto puede ser clasificado y una porción puede ser de!uelto a traba'ar. )a mayor*a de los clientes notan el defecto.
+
,e menor importanci a
6nterrupción es de menor importancia a la cadena de producción. na porción del producto puede ser de!uelto a traba'ar en l*nea solamente acia fuera:de:estación. )os clientes medios notan el defecto.
-
Muy ,e menor importanci a
6nterrupción es de menor importancia a la cadena de producción. na porción del producto puede ser de!uelto a traba'ar en l*nea solamente en: estación. )os clientes eigentes notan el defecto.
2inguno
El modo de fallo no tiene ning3n efecto.
5.6aractersticas Especiales
-l AA= de!ine una caracter$stica especial del producto como un producto caracter$stico para cul razonablemente anticipó la ariación podr$a a!ectar perceptiblemente una se#uridad o la con!ormidad del producto con estndares o re#ulaciones #ubernamentales, o es probable a!ectar perceptiblemente la satis!acción de cliente con un producto. ord otor o A-, se consideran las caracter$sticas cr$ticas del potencial. /na
1
caracter$stica cr$tica potencial e*iste para cual%uier clasi!icación de la seeridad mayor %ue o el i#ual a 9. -n el proceso A-, se re!ieren como caracter$sticas cr$ticas reales. o A-, son potenciales $as no "an estandardizado un m&todo para a#rupar y denotar caracter$sticas especiales del producto. +a nomenclatura y la notación ariarn. 6ausas de fallas potenciales.
+ue#o de %ue los e!ectos y la seeridad "an sido listadas, se deben de identi!icar las causas de los modos de !alla. -n el A- de dise>o, las causas de !alla son las de!iciencias del dise>o %ue producen un modo de !alla. )ara el A- de proceso, las causas son errores espec$!icos descritos en t&rminos de al#o %ue puede ser corre#ido o controlado. 7currencia.
+as causas son ealuadas en t&rminos de ocurrencia, &sta se de!ine como la probabilidad de %ue una causa en particular ocurra y resulte en un modo de !alla durante la ida esperada del producto, es decir, representa la remota probabilidad de %ue el cliente e*perimente el e!ecto del modo de !alla. -+ alor de la ocurrencia se determina a tra&s de las si#uientes tablas, en caso de obtener alores intermedios se asume el superior inmediato, y si se desconociera totalmente la probabilidad de !alla se debe asumir una ocurrencia i#ual a 10. !ector #. Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la ocurrencia del incidente en un diseño AMEF
$robabilidad del incidente
$orcenta%es de aver&as
Fila
Muy Arriba El incidente es casi ine!itable
1 en <
10
1 en -
9
1 en 8
8
1 en 0
"
1 en 80
%
1 en +00
(
1 de 000
+
1 en 1(.000
-
1 en 1(0.000
1 en 1.(00.000
1
Alto 6ncidentes repetiti!os
Moderado 6ncidentes ocasionales
&a'o =elati!amente pocos incidentes
>elecontrol El incidente es in!eros*mil
!ector '. Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la ocurrencia del incidente en un proceso AMEF $robabilidad del incidente
(ncidente Tarifas
$) de C
Fila
Muy Arriba El incidente es casi ine!itable
1 en <
? 0--
1 0
1 en -
0-- <
9
1 en 8
0(1 <
8
1 en 0
0%" <
"
1 en 80
08- <
%
1 en +00
100 <
(
1 de 000
11" <
+
&a'o )os incidentes aislados se asociaron a procesos similares
1 en 1(.000
1-- <
-
Muy &a'o @olamente los incidentes aislados se asocian a procesos casi idénticos
1 en 1(0.000
1(0 <
Alto Asociado generalmente a los procesos similares /ue an fallado anteriormente
Moderado Asociado generalmente a los procesos similares pre!ios /ue an eperimentado incidentes ocasionales pero no en proporciones importantes
>elecontrol El incidente es in!eros*mil
1 en 1.(00.000
1%" <
1
6ontroles actuales
+os controles actuales son descripciones de las medidas %ue preienen %ue ocurra el modo de !alla o detectan el modo de !alla en caso de %ue ocurran. +os controles de dise>o y proceso se a#rupan de acuerdo a su propósitoC Tipo 1C -stos controles preienen la causa o el modo de !alla de %ue ocurran, o reduce su ocurrenciaTipo 2C -stos controles detectan la causa del modo de !alla y #u$an "acia una acción correctiaTipo ?C -stos controles detectan el modo de !alla antes de %ue el producto lle#ue al cliente 'etección.
+a detección es una ealuación de la probabilidades de %ue los controles del proceso propuestos listados en la columna anterior3 detecten el modo de !alla, antes de %ue la parte o componente sal#a de la localidad de manu!actura o ensamble. o es probable %ue eri!icaciones de control de calidad al azar detecten la e*istencia de un de!ecto aislado y por tanto no resultarn en un cambio notable del #rado de detección. /n control de detección lido es el muestreo "ec"o con bases estad$sticas. !ector *. Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la detección de una causa del incidente o del modo de fallo en un diseño AMEF. +etección
Criterios: $robabilidad de la detección por control del diseño
Fila
6ncertidumbre Absoluta
El control del diseo no detecta una causa potencial del incidente 10 o del modo de fallo subsecuente; o no ay control del diseo
Muy Ale'ado
)a probabilidad muy ale'ada de /ue el control del diseo detecte una causa potencial del incidente o del modo de fallo subsecuente
9
Ale'ado
)a probabilidad ale'ada de /ue el control del diseo detectar5 una causa potencial del incidente o del modo de fallo subsecuente
8
Muy &a'o
)a probabilidad muy ba'a el control del diseo detectar5 un potencial Bausa del incidente o del modo de fallo subsecuente
"
&a'o
)a probabilidad ba'a el control del diseo detectar5 un potencial
%
Bausa del incidente o del modo de fallo subsecuente Moderado
)a probabilidad moderada de /ue el control del diseo detectar5 una causa potencial del incidente o del modo de fallo subsecuente
(
Moderadamente Alto
)a probabilidad moderado alta de /ue el control del diseo detectar5 una causa potencial del incidente o del modo de fallo subsecuente
+
Alto
)a alta probabilidad de /ue el control del diseo detectar5 una causa potencial del incidente o del modo de fallo subsecuente
-
Muy Alto
)a probabilidad muy alta de /ue el control del diseo detectar5 una causa potencial del incidente o del modo de fallo subsecuente
Basi @eguro
El control del diseo detectar5 casi ciertamente una causa potencial del incidente o del modo de fallo subsecuente
1
!ector ,. Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la detección de una causa del incidente o del modo de fallo en un proceso AMEF +etección
Criterios: $robabilidad de la detección por control de proceso
Fila
Basi 6mposible
2inguno de los controles disponibles detectar incidente Modo o causa
10
Muy Ale'ado
)os controles actuales tienen una probabilidad muy ale'ada de detectar modo o causa de fallo
9
Ale'ado
)os controles actuales tienen una probabilidad ale'ada de detectar modo o causa de fallo
8
Muy &a'o
)os controles actuales tienen una probabilidad muy ba'a de detectar modo o causa de fallo
"
&a'o
)os controles actuales tienen una probabilidad ba'a de detectar Modo o causa de fallo
%
Moderado
)os controles actuales tienen una probabilidad moderada de detectar modo o causa de fallo
(
Moderadamente Alto
)os controles actuales tienen una probabilidad moderadamente alta de detectar modo o causa de fallo
+
Alto
)os controles actuales tienen una alta probabilidad de detectar modo o causa de fallo
-
Muy Alto
)os controles actuales tienen una probabilidad muy alta de detectar modo o causa de fallo
Basi @eguro
Bontroles actuales detectan casi seguros al modo o a la causa de fallo. )os controles confiables de la detección se saben con procesos similares.
1
)D -l nEmero de prioridad de ries#o )D3 es el producto matemtico de la seeridad, la ocurrencia y la detección, es decirC )D J K : K ( -ste alor se emplea para identi!icar los ries#os mas serios para buscar acciones correctias. Acción es3 recomendada s3.
(espu&s de %ue se "aya completado una acción, re#istre una bree descripción de la acción actual y !ec"a e!ectia o de terminación. pr resultante.
(espu&s de "aber identi!icado la acción correctia, se estima y re#istra los #rados de ocurrencia, seeridad y detección !inales. e calcula el )D resultante, &ste es el producto de los alores de seeridad, ocurrencia y detección. -l in#eniero en proceso es responsable de ase#urar %ue todas las acciones recomendadas sean implementadas y monitoreadas adecuadamente. -l A- es un documento iiente y deber re!lejar siempre el Eltimo niel de dise>o. 8.3ecuencia 'e 9rocedimientos 9ara :a Ela0oración 'el AMEF
/na ez identi!icados los elementos del A-, es necesario conocer cómo se debe llear a cabo, es decir, el orden ló#ico %ue deben de llear las operaciones' esta secuencia se e*presa mejor a tra&s del !lujo#rama presentado a continuación.
e pueden considerar como los objetios principales de cual%uier sistema de calidad, la preención y la solución de problemas. )ara la preención de problemas los sistemas de calidad emplean el (esplie#ue de la unción o de -*perimentos (:-3, el cual es un elemento importante para la preención y la solución de problemas' en cuanto a &sta Eltima los sistemas de calidad utilizan principalmente el ejoramiento
+as normas : 9000 solo de!inen directrices y modelos, no indican procedimientos a ser implementados ni las estrate#ias correspondientes %ue debern ser de!inidas por cada empresa. +a serie : 9000 es especialmente aplicable cuando es necesario comprobar al cliente, como re%uisito contractual, %ue estn siendo considerados un conjunto de parmetros de calidad preiamente establecidos. -n estos casos, el cliente e*i#e
contractualmente la comprobación de la calidad, no sólo del proyecto de desarrollo. -ntre los re%uerimientos establecidos en la norma 9000C2000 se "ace re!erencia al control de dise>o y al control del proceso, en sus clusulas se establece como re%uisito la eri!icación de los mismos incluyendo un anlisis de !allas y de sus correspondientes e!ectos. -sta eri!icación debe con!irmar %ue los datos resultantes del proyecto cumplen las e*i#encias establecidas, a tra&s de actiidades de control de proyecto, tales como la realización y re#istro del anlisis cr$tico de proyecto. -l A- puede ser considerado particularmente como uno de los m&todos ms Etiles y e!icientes para tal !in. <.6onclusión
ediante la realización del presente in!orme, se establece la #ran importancia y el alcance de los bene!icios %ue proporciona el Anlisis de odo y -!ectos de alla )otencial como una "erramienta para e*aminar todas las !ormas en %ue un producto o proceso pueda !allar' adems se "ace una reisión de la acción %ue debe tomar para minimizar la probabilidad de !alla o el e!ecto de la misma. (ado %ue para la mayor$a de los productos y procesos no es económico llear a cabo el A- para cada componente, se "ace necesaria la realización de los elementos cr$ticos %ue deben ser sometidos al mismo. Aun%ue el A- es muy alioso como una t&cnica de adertencia temprana, la prueba de!initia iene dado por el uso del producto por parte del cliente. in embar#o la e*periencia de campo lle#a demasiado tarde, y es a%u$ donde resalta la importancia de %ue &sta sea precedida por el A- para %ue las empresas puedan simular el uso de sus productos y procesos en el campo de trabajo.
