Diseño FMEA (DFMEA)

Cómo realizar Análisis de Efectos y Modo de Fallo de Diseño (DFMEA)

Hay cinco secciones principales del Diseño FMEA. Cada sección tiene un propósito distinto y un enfoque diferente. El DFMEA se completa en secciones en diferentes momentos dentro de la línea de tiempo de diseño del proyecto, no todos a la vez. El formulario de Diseño FMEA se completa en la siguiente secuencia:

DFMEA Sección 1 (Calidad-Una ruta 1)

Elemento / Función

La columna Elemento / Función permite al Ingeniero de Diseño (DE) describir el elemento que se está analizando. El elemento puede ser un sistema completo, subsistema o componente. La función es el» Verbo – Sustantivo » que describe lo que hace el elemento. Puede haber muchas funciones para cualquier elemento.

Requisito

Los requisitos, o mediciones de la función se describen en la segunda columna. Los requisitos se proporcionan en un documento o se convierten a partir de un proceso conocido como Implementación de funciones de calidad (QFD). El requisito debe ser mensurable y debe tener métodos de ensayo definidos. Si los requisitos están mal escritos o no existen, el trabajo de diseño puede desperdiciarse. La primera oportunidad de acción recomendada puede ser investigar y aclarar los requisitos para evitar el desperdicio de la actividad de diseño.

Modo de falla

Los modos de falla son las antifunciones o los requisitos que no se cumplen. Hay 5 tipos de Modos de Falla:

1. Fallo completo
2. Fallo parcial
3. Fallo intermitente
4. Fallo degradado
5. Fallo no intencional

Efectos del fallo

Los efectos de un fallo en varios clientes se enumeran en esta columna. Muchos efectos podrían ser posibles para cualquier modo de falla. Todos los efectos deben aparecer en la misma celda o agrupados junto al modo de fallo correspondiente.

Gravedad

La gravedad de cada efecto se selecciona en función del impacto o el peligro para el usuario final / cliente. La clasificación de gravedad suele estar entre el 1 y el 10, donde:

• 2-4: Molestia o chirrido y sonajero; defectos visuales que no afectan la función
• 5-6: Degradación o pérdida de una función secundaria del elemento estudiado
• 7-8: Degradación o pérdida de la función primaria del elemento estudiado
• 9-10: Implicaciones reglamentarias y / o de seguridad

La gravedad más alta se elige entre los muchos efectos potenciales y se coloca en la Gravedad Columna. Se pueden identificar acciones para cambiar la dirección de diseño en cualquier modo de falla con un efecto de falla clasificada 9 o 10. Si se identifica una acción recomendada, se coloca en la columna Acciones recomendadas del DFMEA.

Clasificación

La clasificación se refiere al tipo de características indicadas por el riesgo. Existen muchos tipos de características especiales en diferentes industrias. Estas características especiales generalmente requieren trabajo adicional, ya sea prueba de errores de diseño, prueba de errores de proceso, reducción de variaciones de proceso (Cpk optimizado) o prueba de errores. La columna de clasificación indica dónde se pueden identificar las características para la Colaboración en el proceso FMEA.

DFMEA Sección 2 (Calidad-Una ruta 2)

Posibles Causas / Mecanismos de Fallo

Las causas se definen para el Modo de fallo. Las causas deben determinarse a nivel físico. Las causas a nivel de componente pueden estar relacionadas con las propiedades del material, la geometría, las dimensiones, las interfaces con otros componentes y otras energías que podrían inhibir la función. Estos pueden derivarse de documentos previos al trabajo, como Diagramas de Límites (o Bloques), Diagramas de Parámetros (P) y Análisis de Interfaces. Las causas a nivel del sistema se agrupan en cascada como modos de fallo en un análisis más detallado. La geometría y las dimensiones están en cascada (cascada) en características especiales, que se pueden transferir al proceso FMEA. Se debe evitar el uso de palabras como malo, pobre, defectuoso y fallido, ya que no definen la causa con suficiente detalle para hacer cálculos de riesgo para la mitigación.

Los ejemplos de causas son:

• Propiedades del material (resistencia, lubricidad, viscosidad inadecuadas, etc.)
• Geometría del material (posición inadecuada, planitud, paralelismo, etc.)
• Tolerancias o ups apilados
• Interfaces con componentes de acoplamiento
  • Conexión / espacio físico
  • Transferencias de energía (vibración de calor,cargas máximas, etc.)
  • Flujo o intercambio de material (gas, líquido)
  • Intercambios de datos (señales, comandos, temporización, etc.)

Prevención

La estrategia de prevención utilizada por un equipo de ingeniería al planificar / completar un diseño tiene el beneficio de reducir la ocurrencia o probabilidad. Cuanto más fuerte sea la prevención, más evidencia se puede eliminar la causa potencial por diseño. El uso de estándares de diseño verificados, tecnología probada (con esfuerzos similares aplicados) e ingeniería asistida por computadora (CAE) son controles de prevención típicos.

Ocurrencia

La clasificación de ocurrencias es una estimación basada en datos conocidos o en la falta de datos. Los rankings de ocurrencias siguen la lógica a continuación:

• 1: Causas prevenidas debido al uso de un estándar de diseño conocido
• 2: Diseño idéntico o similar sin historial de fallas
  • Esta clasificación a menudo se usa incorrectamente. Para seleccionar este valor de clasificación, se requieren las tensiones en la nueva aplicación y una muestra suficiente de productos para ganar historial.
• 3-4: Fallas aisladas
  • Puede ocurrir cierta confusión al tratar de cuantificar «aisladas»
• 5-6: Se han experimentado fallas ocasionales en el campo o en pruebas de desarrollo / verificación
• 7-9: Nuevo diseño sin historial (basado en una tecnología actual)
• 10: Nuevo diseño sin experiencia con tecnología

Las acciones pueden dirigirse contra causas de fallas con una alta ocurrencia. Se debe prestar especial atención a los artículos con una gravedad de 9 o 10. Estas clasificaciones de gravedad deben examinarse para garantizar que se ha cumplido la diligencia debida.

DFMEA Sección 3 (Calidad-Una ruta 3)

Detección de Controles de diseño actuales

Las actividades realizadas para verificar la seguridad y el rendimiento del diseño se colocan en la columna de Detección de Controles de diseño Actuales. Las pruebas y evaluaciones destinadas a demostrar que el diseño es capaz están alineadas con las causas y los modos de falla identificados con los riesgos más altos. Deben identificarse pruebas específicas cuando los riesgos se encuentran en el rango de gravedad más alto (9-10) o las combinaciones de alta criticidad y no seguridad. Ejemplos de Detección de Controles de Diseño son:

• Revisiones de diseño
• Métodos de prueba de verificación
• Prueba de Bogey a 1 Vida
• Prueba a Fallo
• Prueba de degradación

Clasificaciones de detección

Las clasificaciones de detección se asignan a cada prueba en función del tipo de prueba / técnica de evaluación con respecto al tiempo que se realiza. Es ideal para realizar pruebas (en elementos de alto riesgo) tan pronto como sea posible en el proceso de diseño. Las pruebas después de completar las herramientas se denominan Validación de productos (PV) y se utilizan para complementar las pruebas de Verificación de diseño (DV). Las pruebas de PV se pueden usar para ahorrar tiempo y recursos de prueba en artículos de bajo riesgo. A menudo hay más de una técnica de prueba / evaluación por combinación de Modo Causa-Fallo. Enumerar todo en una celda y aplicar una clasificación de detección para cada una de ellas es la mejor práctica. La clasificación de detección más baja se coloca en la columna de detección.

Las clasificaciones de detección típicas se pueden encontrar a continuación:

• 1: Se evitan fallos mediante Soluciones de Diseño, Estándares de Diseño, Materiales Estándar, etc.
• 2: Uso de Ingeniería Asistida por Ordenador (CAE) altamente correlacionado con perfiles de usuario/estrés del mundo real
• 3: Prueba de fallo con medición de la degradación de seguimiento de salida (realizada antes de la congelación del diseño (DV))
• 4: Prueba a fallo (DV)
• 5: Prueba de Bogey, prueba para pasar a 1 vida y suspender la prueba (DV)
• 6: Prueba a fallo con medición de degradación de seguimiento de salida (realizada después de la congelación del diseño (PV))
• 7: Prueba de fallo (PV)
• 8: Prueba de Bogey, prueba para pasar a 1 vida y suspender la prueba (PV)
• 9: Uso de CAE, pero aún no correlacionado con perfiles de estrés del mundo real
• 10: No se puede evaluar, no hay pruebas disponibles o las pruebas actuales no excitan el modo de causa / falla

Pueden ser necesarias acciones para mejorar la capacidad de prueba. La mejora de la prueba abordará la debilidad de la estrategia de prueba. Las acciones se colocan en la columna Acciones recomendadas.

DFMEA Sección 4

Número de Prioridad de Riesgo (RPN)

El Número de Prioridad de Riesgo (RPN) es el producto de las tres clasificaciones seleccionadas previamente, Detección de gravedad * Ocurrencia*. Los umbrales de RPN no deben utilizarse para determinar la necesidad de acción. Los umbrales de RPN no están permitidos debido principalmente a dos factores:

• Comportamiento deficiente de los ingenieros de diseño que intentan situarse por debajo del umbral especificado
  • Este comportamiento no mejora ni aborda el riesgo. No hay valor de RPN por encima del cual se debe tomar una acción o por debajo del cual un equipo está excusado de una.
• «El riesgo relativo» no siempre está representado por RPN

Acciones recomendadas

La columna Acciones recomendadas es la ubicación dentro del FMEA de diseño en la que se colocan todas las mejoras potenciales. Las acciones completadas son el propósito de la DFMEA. Las acciones deben ser lo suficientemente detalladas para que tengan sentido si se encuentran solas en un registro de riesgos o en una lista de acciones. Las acciones se dirigen contra uno de los rankings previamente asignados. Los objetivos son los siguientes::

• Elimine los modos de falla con una Gravedad 9 o 10
• Menor Ocurrencia en Causas mediante la prueba de errores, reduciendo la variación o la prueba de errores
• Detección más baja en mejoras de prueba específicas

Responsabilidad y Fecha de Finalización Objetivo

Ingrese el nombre y la fecha en que se debe completar la acción. Un nombre de hito puede sustituir a una fecha si una línea de tiempo muestra el vínculo entre la fecha y el hito seleccionado.

Sección 5 del DFMEA

Acciones realizadas y Fecha de finalización

Enumere las acciones realizadas o haga referencia al informe de ensayo en el que se indican los resultados. El FMEA de diseño debe dar lugar a acciones que lleven los elementos de mayor riesgo a un nivel de riesgo aceptable. Es importante tener en cuenta que el riesgo aceptable es deseable y la mitigación del riesgo alto para reducir el riesgo es el objetivo principal.

Reordenar el RPN

El nuevo RPN (reordenado) debe compararse con el RPN original. Es deseable una reducción de este valor. El riesgo residual puede seguir siendo demasiado alto después de que se hayan tomado medidas. Si este fuera el caso, se desarrollaría una nueva línea de acción. Esto se repite hasta que se haya obtenido un riesgo residual aceptable.