FMEA
(Failure Mode and Effects Analysis)
FMEA (Failure Mode and
Effects Analysis)
Análise de Modo e Efeitos de Falha
É um processo sistemático para avaliação dos modos de
falhas e causas associadas ao processo ou projeto de um
produto ou sistema.
FMEA pode ser resumida nos seguintes tópicos:
1 – Identificação das falhas potenciais.
2 – Determinação dos efeitos potenciais.
3 – Determinação das causas potenciais.
4 – Implantação de ação corretiva.
Engenharia de Métodos
2
Tipos de FMEA
Existem dois tipos de FMEA:
FMEA de projeto é uma metodologia disciplinada para
analisar
e
documentar
o
processo
de
desenvolvimento de produto, realizada pela equipe
de desenvolvimento do projeto.
FMEA de processo o foco do processo de
desenvolvimento é na eliminação de causas de
variação para obter consistência na execução do
processo.
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3
Aplicações da FMEA de
processo
 Aumentar a confiabilidade e qualidade de produtos ou
processos já em operação, por meio da análise das falhas
que já ocorreram,
 Diminuir probabilidade
administrativos,
de
falha
em
processos
 Analisar fontes de risco:
 Engenharia de Segurança.
 Indústria de Alimentos.
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4
Principais objetivos da FMEA no modelo
Seis Sigma
Priorizar variáveis
Utilizada na fase
MEDIR
FMEA
Analisar o risco
Utilizada nas fases
ANALISAR, APRIMORAR e
CONTROLAR
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5
Objetivos da FMEA
A FMEA consiste de um procedimento indutivo e que tem como
principais objetivos:
A priorização dos riscos envolvidos;
A identificação das falhas em potencial ou formas de mal
funcionamento de cada componente da função, produto ou processo,
como objeto de análise;
A determinação de suas conseqüências, efeitos ou riscos envolvidos;
A avaliação de ações corretivas que eliminem as causas ou reduzam
os efeitos dessas falhas ou formas de mal funcionamento;
A documentação do processo de análise.
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6
Exemplo de FMEA
Espessura
inadequada da
camada de
proteção
Oxidado
Aparência
degradada
CAUSA DA FALHA
MODO DA FALHA
EFEITOS DA FALHA
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7
Esquematicamente
3
1
2
Modo de
Falha
Efeito
Ocorrência
Severidade
causa
causa
Detecção
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8
Fluxo de execução da FMEA
1. Define
Processo
2. Identifica
Modo de Falha
5. Identifica
Causa
6. Estima
Ocorrência
9. Calcula NPR
Prioriza
3. Avalia
Efeitos
7. Identifica Método
de Controle
4. Determina
Severidade
8. Determina
Detecção
10. Toma Ações
Corretivas
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9
Etapas para aplicação da FMEA
1. Definir processo:
funções e características do produto/processo
 Descrever o produto e seu projeto ou o processo e suas
operações.
 Identificar o propósito ou função de cada componente ou
operação.
 Usar diagramas funcionais (blocos), desenhos de projetos,
fluxogramas e outras técnicas gráficas.
 Incluir cada elemento significante que é provável de falhar.
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10
Etapas para aplicação da
FMEA
2. Identificar Modos de Falhas em Potencial
Fase em que o grupo de trabalho discute e preenche
o formulário FMEA de acordo com os passos abaixo:
1. tipos de falhas potenciais para cada função.
2. efeitos do tipo de falha.
3. causas possíveis da falha.
4. controles atuais.
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11
Etapas para aplicação da FMEA
2.1 Tipos de falhas potenciais para cada função
O modo de falha é uma demonstração de nãodesempenho ou não-conformidade com a especificação de
projeto/processo.
Questões a serem respondidas são:
 Como o processo
especificações.
pode
falhar
em
alcançar
as
 Estando fora das especificações, o que o cliente poderia
encontrar que seria sujeito a objeções.
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Modo de Falha
Um modo de falha é a maneira na qual um processo,
potencialmente, poderia falhar em atingir as exigências do
processo ou a intenção do projeto.
Cliente
Requisitos
Projeto
Processo
Exemplos de Modos de Falha:
Dobrado
Furado
Com rebarba
Danificado no manuseio
Rachado
Deformado
Sujo
Preparação imprópria
Aterrado
Circuito aberto
Desgaste de ferramenta
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Etapas para aplicação da FMEA
2.2 Avaliar efeitos do tipo de falha
 Avaliar o efeito do modo de falha para o cliente.
 O cliente pode ser a próxima operação, operações
subseqüentes, o usuário final ou o vendedor.
 Indicar o que o cliente poderia perceber por
observação ou experimentar.
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Efeitos potenciais da falha
O efeito é o modo de falha como percebido pelo
cliente.
Exemplos de efeitos para o
cliente externo:
Barulho
Operação defeituosa
Aparência degradada
Instabilidade
Operação intermitente
Aspereza
Inoperância
Odor desagradável
Operação prejudicada
Exemplos de efeitos para o
cliente interno:
Não dá aperto
Não fura / rosca
Não monta
Não encosta
Põe o operador em risco
Não encaixa
Não conecta
Não veda
Danifica o equipamento
Risca
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15
Etapas para aplicação da
FMEA
2.3 Determinar a severidade (S)
Uma avaliação da gravidade do efeito do modo de falha
para o cliente.
Estimado em uma escala de 1 a 10.
Avaliado quanto a:
 segurança;
 extensão do dano, ou
 quantia de perda econômica.
Redução:
somente
projeto/processo.
através
Engenharia de Métodos
de
alteração
de
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Efeito
Índice de
Severidade do
Efeito
Critério: Severidade do Efeito
Esta classificação é o resultado de quando um
modo de falha potencial resulta em um defeito no
cliente final e/ou na planta de
manufatura/montagem. O cliente final deveria ser
sempre consultado.
Critério: Severidade do Efeito
Esta classificação é o resultado de quando um
modo de falha potencial resulta em um defeito no
cliente final e/ou na planta de
manufatura/montagem. O cliente final deveria ser
sempre consultado.
Índice
de
Severi
dade
Perigoso
sem
aviso
prévio
Índice de severidade muito alto quando o modo
de falha potencial afeta a segurança na operação Ou pode pôr em perigo o operador (máquina ou
do veículo e/ou envolve não-conformidade com a montagem) sem aviso prévio.
legislação governamental sem aviso prévio.
10
Perigoso
com
aviso
prévio
Índice de severidade muito alto quando o modo
de falha potencial afeta a segurança na operação Ou pode pôr em perigo o operador (máquina ou
do veículo e/ou envolve não-conformidade com a montagem) com aviso prévio.
legislação governamental com aviso prévio.
9
Ou 100% dos produtos podem ter que ser
sucateados, ou o veículo/item reparado no
departamento de reparo com um tempo de reparo
maior que uma hora.
8
Ou os produtos podem ter que ser selecionados e
Veículo/Item operável, mas com níveis de
uma parte (menor que 100%) sucateada, ou o
desempenho reduzido. Cliente muito insatisfeito. veículo/item reparado no departamento de reparo
com um tempo de reparo entre 0,5 hora e 1 hora.
7
Ou uma parte (menor que 100%) dos produtos
podem ter que ser sucateados sem seleção, ou o
veículo/item reparado no departamento de reparo
com um tempo de reparo menor que 0,5 hora.
6
Veículo/Item inoperável (perda das funções
Muito alto
primárias).
Alto
Veículo/item operável, mas item(s) de
Moderado Conforto/Conveniência inoperável(is). Cliente
insatisfeito.
Baixo
Muito
baixo
Menor
Muito
menor
Veículo/item operável, mas item(s) de
Conforto/Conveniência operável(is) com níveis de
desempenho reduzidos.
Itens de Ajuste, Acabamento/Chiado e Barulho
não-conformes. Defeito notado pela maioria dos
clientes (mais que 75%).
Itens de ajuste, Acabamento/Chiado e Barulho
não-conformes. Defeito evidenciado por 50% dos
clientes.
Itens de Ajuste, Acabamento/Chiado e Barulho
não-conformes. Defeito evidenciado por clientes
acurados (menos que 25%).
Nenhum Sem efeito identificado.
Fonte: QS-9000 FMEA - AIAG
Engenharia de Métodos
Ou 100% dos produtos podem ter que ser
retrabalhados, ou veículo/item reparado fora da
linha mas não vai para o departamento de reparo.
Ou os produtos podem ter que ser selecionados,
sem sucateamento, e uma parte (menor que 100%)
ser retrabalhada.
Ou uma parte (menor que 100%) dos produtos
podem ter que ser retrabalhados, sem
sucateamento, na linha mas fora da estação.
Ou uma parte (menor que 100%) dos produtos
podem ter que ser retrabalhados, sem
sucateamento, na linha e dentro da estação.
Ou pequena inconveniência no operador ou na
operação, ou sem efeito.
17
5
4
3
2
1
Etapas para aplicação da
FMEA
2.4 Identificar as causas possíveis da falha
 Identificar como a falha pode ocorrer
 Colocar em termos de algo que possa ser corrigido.
 Tentar estabelecer uma lista exaustiva.
 Análises adicionais podem ser necessárias para
isolar a causa.
Engenharia de Métodos
18
Causa Potencial da Falha
Forma pela qual a falha poderia ocorrer, descrita em termos de algo que possa
ser corrigido ou controlado, cuja conseqüência é o modo de falha.
Exemplos de possíveis causas:
Torque indevido - alto, baixo
Solda incorreta - tipo, tempo, pressão
Falta de exatidão dos meios de medição
Fechamento / ventilação inadequados
Lubrificação inadequada
Peça faltante ou montada incorretamente
Tolerância inadequada
Erro de operação
Fadiga
Peças defeituosas de fornecedor
Induzida pela manutenção
Engenharia de Métodos
19
Etapas para Aplicação da
FMEA
3. Estimar a probabilidade de ocorrência (O)
Ocorrência refere-se à probabilidade com que uma causa
ou modo de falha venha a ocorrer.
 Estimado em uma escala de 1 a 10.
 Análises estatísticas podem ser utilizadas se dados
históricos estiverem disponíveis.
 Análises estimadas subjetivamente.
Redução: prevenindo/controlando causas do modo de
falha, através de alteração de projeto ou processo.
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Índice de Ocorrência da
Falha/Causa Potencial
Probabilidade de Falha
Taxas de falha possíveis
Muito Alta: Falhas Persistentes
Alta: Falhas freqüentes
Moderada: Falhas ocasionais
Baixa: Relativamente poucas falhas
Remota: Falha é improvável
³ 100 por mil peças
50 por mil peças
20 por mil peças
10 por mil peças
5 por mil peças
2 por mil peças
1 por mil peças
0,5 por mil peças
0,1 por mil peças
£ 0,01 por mil peças
Índice de
Ocorrência
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Fonte: QS-9000 FMEA - AIAG
Engenharia de Métodos
21
Etapas para Aplicação da
FMEA
4. Identificar os métodos de controle
Prevenção: deve prevenir a ocorrência da causa/ modo
de falha ou reduzir sua ocorrência
Detecção: deve detectar a causa/modo de falha por
métodos analíticos ou físicos, antes do item ser liberado para
produção.
Exemplos: alfa teste, beta teste, testes de protótipos, etc.
Engenharia de Métodos
22
Etapas para Aplicação da
FMEA
5. Determinar a detecção de um defeito (D)
 A probabilidade que os controles correntes do processo
irão detectar o modo de falha antes que uma peça ou
componente deixe o processo.
 Assume que a falha ocorreu, e então avalia a
probabilidade que o produto continue defeituoso no próximo
estágio.
 Ordenar na escala de 1 (quase certamente detectável) a
10 (não há maneira de detectar a falha).
Redução: melhorando o planejamento do controle de
projeto (atividades de validação/verificação).
Engenharia de Métodos
23
Detecção
Critério
Tipos de
Inspeção
A
B
Quase
impossível
Muito
remota
Certeza absoluta da não
detecção.
Controles provavelmente
não irão detectar.
Controles têm pouca
Remota
chance de detecção.
Controles têm pouca
Muito Baixa
chance de detecção.
Índice de
Detecção
Causa/Falha
potencial
Tipos de Inspeção:
A. Prova de Erro
B. Medição
C. Inspeção Manual
x
x
x
Baixa
Controles podem
detectar.
x x
Moderada
Controles podem
detectar.
x
x x
Alta
Controles têm boas
chances para detectar.
x x
Muito alta
Controles quase
certamente detectarão.
x x
Quase
Controles certamente
certamente detectarão.
Fonte: QS-9000 FMEA - AIAG
Índice de
Detecção
C
x
Moderadam Controles têm boas
ente alta chances para detectar.
Faixas Sugeridas dos Métodos de
Detecção
x
Engenharia de Métodos
Não pode detectar ou não é verificado.
10
Controle é alcançado somente com
verificação aleatória ou indireta.
Controle é alcançado somente com
inspeção visual.
Controle é alcançado somente com dupla
inspeção visual.
Controle é alcançado com métodos gráficos,
tais como CEP (Controle Estatístico do
Processo).
Controle é baseado em medições por
variáveis depois que as peças deixam a
estação, ou em medições do tipo passa/nãopassa feitas em 100% das peças depois
que deixam a estação.
Detecção de erros em operações
subseqüentes, OU medições feitas na
preparação de máquina e na verificação da
primeira peça (somente para casos de
preparação de máquina).
Detecção de erros na estação, ou em
operações subseqüentes por múltiplos
níveis de aceitação: fornecer, selecionar,
instalar, verificar. Não pode aceitar peça
discrepante.
Detecção de erros na estação (medição
automática com dispositivo de parada
automática). Não pode passar peça
discrepante.
Peças discrepantes não podem ser feitas
porque o item foi feito a prova de erros pelo
projeto do processo/produto.
24
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Etapas para Aplicação da
FMEA
6. Calcular o número de prioridade de risco (NPR)
É o produto de Severidade (S), Probabilidade de
Ocorrência (O) e Detecção de um defeito (D).
NPR = (S) x (O) x (D)
A amplitude é de 1 a 1000 com o maior número sendo o
modo de falha mais crítico.
Ordenar o NPR do maior para o menor.
Engenharia de Métodos
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NPR: Número de Prioridade
de Risco
NPR = índice de severidade * índice de ocorrência *
índice de detecção
Limiar NPR = 10 (sistemas críticos)
Limiar NPR = 100 (sistemas gerais)
Engenharia de Métodos
26
Ações Recomendadas
Quando a severidade for 9 ou 10, desconsidera-se o NPR e
assegura-se que o risco seja abordado através dos controles de
projeto ou ações corretivas/preventivas. Só então deve-se abordar
outros modos de falha, com a intenção de reduzir a severidade, a
ocorrência e a detecção, nesta ordem.
Podem reduzir os índices de:
Severidade => revisão do projeto.
Ocorrência => remoção ou controle de uma ou mais
causas/mecanismos do modo de falha, através de revisão de
projeto.
Detecção => aumento no número de ações de
validação/verificação do projeto (ação indesejável, pois não aborda
severidade e ocorrência).
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Exemplo de FMEA
Função do
processo
Requisitos
Modo de
Falha
Potencial
Efeito(s)
Potencial(is)
da Falha(s)
Causa(s) e O
S
Mecanismo(s) c
e
Potencial(is) o
v
da Falha(s)
r
Vida
deteriorada da
porta
Cobertura de principalmente
cera
por: Aparência
insuficiente
insatisfatória
4
sobre a
de ferrugem
superfície
com o passar
especificada do tempo;
Função da
porta
prejudicada.
Espessura da
cera
especificada
insuficiente
Cera
especificada
inapropriada
4
5
Entrada de ar
previne entrada
6
de cera pelas
extremidades.
Filtro para
montagem
com B44
Corrosão no
interior da
porta
Camada de
óxido
imprópria.
6
Cabeça do
spray entupida:
viscosidade
muito alta,
4
temperatura
muito baixa,
pressão muito
baixa.
Controles
Atuais do
Processo
D
e
t
N
P
R
Ações
Recom.
Certificação do
1
fornecedor
16
Setup
4
80
Setup de 5
peças, no
processo, fim
2
da execução do
estudo
40
Teste de spray
padrão antes e
depois dos
5
períodos
inativos
Adicionar
avaliação da
equipe
utilizando
180
equipamento
de spray e
cera
especificada
Auditoria para
certificação
48
2
Teste de
laboratório
usando "pior
caso" para cera 3
e tamanho do
buraco de
aplicação.
Engenharia de
Ajuda na
Respons. e
Prazo
N
P
R
Operações
de
engenharia e
montagem
26/10/2006
Adicionar
Laboratório
teste
A1
acelerado de
28/10/2006
corrosão em
72
Conduzir um
DOE para
Engenharia
Espessura da 25/10/2006
Métodoscera
4
Resultado das Ações
S
D
Ações
O
e
e
Tomadas
c
v
t
140 Procedimento Engenharia
DOE mostra
25% da
variação na
6
espessura
especificada é
aceitável
2
28
2
24