FMEA: Como aplicar, vantagens e análise
FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) nada mais é do que uma ferramenta utilizada na prevenção de falhas e análise de riscos a partir do reconhecimento de causas e efeitos, a fim de identificar ações para inibir falhas. Faz parte do grupo das ferramentas da qualidade.
Neste artigo você vai conferir o que é FMEA, qual o seu objetivo, além de vantagens e aplicações desta incrível ferramenta.
O que é FMEA?
FMEA é a sigla para Failure Modes and Effects Analysis (Análise dos Modos de Falha e seus Efeitos), é uma metodologia proativa utilizada para identificar e avaliar os riscos associados aos diferentes modos de falha em um processo, produto ou sistema. O objetivo principal do FMEA é identificar potenciais falhas antes que elas ocorram, permitindo que as organizações implementem ações corretivas ou preventivas para reduzir ou eliminar a probabilidade dessas falhas acontecerem.
A FMEA consiste em um método para elevar a confiabilidade de processos e produtos com a classificação hierárquica e prevenção de falhas em potencial.
Assim, o fato de um processo operar de uma maneira deficitária está diretamente relacionado ao modo de falha, dividido em três elementos:
- Efeito: consiste na consequência da falha;
- Causa: indicador do motivo pelo qual a falha ocorreu;
- Detecção: maneira de controle de processo utilizada para evitar falhas em potencial.
Dessa forma, a Análise FMEA é capaz de detectar, demarcar e traçar potenciais falhas, por meio de uma abordagem sistemática, as não conformidades, ou seja, os modos de falhas gerados pelos processos e suas causas e efeitos. Assim, é possível reduzir ou eliminar os riscos de falhas.
Portanto, essa ferramenta ganha ainda mais força quando usada em conjunto com a análise do Diagrama de Ishikawa (também conhecido como diagrama de causa e efeito) e Gráfico de Pareto.
Quais as vantagens da FMEA?
Primeiramente, é importante saber que a FMEA atua como uma medida preventiva. Assim sua grande vantagem consiste em atuar na diminuição da frequência de falhas, ou até mesmo, na eliminação das mesmas. Dessa forma, com o foco na qualidade superior, o processos e produtos tornam-se mais assertivos. Além disso, entre outras vantagens estão:
- Aumentar a confiabilidade de produtos e processos;
- Economia de custos e materiais;
- Maior qualidade no produto/processo e satisfação dos clientes;
- Reconhecer e quantificar a incidência de falhas;
- Documenta e rastreia as ações realizadas em um produto/processo;
- Facilita o reconhecimento das causas de um problema.
Onde e como aplicar o FMEA?
Desenvolvida originalmente nas décadas de 1940 e 1950 pelas Forças Armadas dos Estados Unidos e posteriormente adotada por diversos setores, a FMEA se estabeleceu como um pilar para a garantia de qualidade, segurança e confiabilidade.
A versatilidade do FMEA permite sua aplicação em uma ampla gama de setores. A FMEA é consistentemente aplicada com o objetivo de aprimorar processos ou produtos, focando tanto em falhas que podem surgir quanto em problemas pré-existentes, ou ainda para prevenir potenciais dificuldades futuras.
Na indústria automotiva, serve como uma ferramenta indispensável para assegurar a confiabilidade dos veículos, identificando falhas potenciais em sistemas e componentes. Em engenharia e manufatura, o FMEA contribui para o aprimoramento contínuo dos processos de produção, mitigando riscos antes que se tornem problemas concretos.
O setor aeroespacial e de defesa utiliza essa metodologia para garantir a segurança e o desempenho de sistemas críticos, onde falhas podem ter consequências devastadoras. Na área da saúde, é aplicado para melhorar procedimentos cirúrgicos e processos hospitalares, visando a redução de erros e a promoção da segurança do paciente.
A tecnologia da informação também beneficia-se do FMEA na análise e melhoria da estabilidade e segurança de softwares e sistemas de informação. No setor de energia e utilities, é empregado na prevenção de falhas em sistemas de distribuição de energia e instalações, como usinas nucleares, assegurando a continuidade e a segurança dos serviços.
Percebeu que independente do setor, é sempre relacionado a algum produto ou serviço? Além de ser útil em uma diversidade de situações, essa metodologia é fácil de ser utilizada e aponta precisamente os erros que pode podem ocorrer, independente do tipo de processo que tenha em sua empresa.
O processo de FMEA inicia-se com a identificação dos componentes ou processos a serem analisados, seguido pela determinação dos diferentes modos pelos quais cada um pode falhar. Avaliam-se as consequências de cada falha, classificando-se a gravidade, a probabilidade de ocorrência e a capacidade de detecção de cada uma.
A partir dessa análise, é possível priorizar as falhas que demandam ação corretiva imediata, baseando-se em uma pontuação de risco. Isso permite que organizações implementem medidas preventivas eficazes, melhorando a qualidade e a segurança dos produtos ou serviços oferecidos.
Destacamos o curso de "Fundamentos da Gestão da Qualidade" da FM2S como uma excelente oportunidade para entender metodologias e ferramentas fundamentais, como os 5 porquês, ISO 9001, ISO 14001 e OHSAS 18001, além de sistemas de pontuação quantitativa, Ciclo PDCA e benchmarking.
Como aplicar a metodologia FMEA? Veja o PASSO A PASSO com EXEMPLO
Em princípio, usamos a FMEA para avaliar problemas em produtos ou em processos (chama-se de PFMEA, FMEA para processos – process FMEA). No entanto, essa ferramenta é bastante versátil. Dessa maneira, a utilização da ferramenta passa pelos seguintes passos com um exemplo de fabricação de smartphone:
1. Definição
Em primeiro lugar, em termos de análise, escolha o produto ou processo que será submetido. Nesse exemplo, usaremos um smartphone que irá ser lançado;
2. Especificações
Em segundo lugar, tanto para uma análise de processo, como para a análise de um produto você deve reunir todas as especificações do objeto de sua análise.
As especificações de interesse para o smartphone são: desempenho, qualidade do câmera, duração da bateria, qualidade da tela, entre outros;
3. Modos de Falha
A partir de cada uma das etapas do processo ou das funções/requisitos do produto, a equipe responsável pela aplicação da FMEA deve tomar nota de todos os problemas obtidos nas especificações, bem como levantar os modos de falha em potencial, ou seja, os que ainda não ocorreram.
Baseado nas especificações do smartphone, os problemas e modos de falha em potencial a ser identificado são: baixo desempenho, defeitos na câmera, baixa duração de bateria, falhas no display, etc;
4. Efeitos de falha
Para cada modo de falha pontuado a equipe deve levantar as possíveis falhas e efeitos gerados por cada uma delas. Dessa forma, cada um desses efeitos é classificado quanto ao rigor/severidade de se tornar possível acontecer. Assim, o grau de severidade das falhas é classificado da seguinte forma:
- Sem efeitos sobre o nível operacional de serviço - nota 1
- Deterioração mínima no nível operacional de serviço - nota 2
- Redução definitiva no serviço operacional - nota 3
- Deterioração grave no nível operacional de serviço - nota 4
- O nível operacional de serviço aproxima-se de zero - nota 5
No caso do nosso smartphone, a falha no display pode resultar em uma nota de severidade 4, pois causa deterioração grava no níveo operacional do serviço, afinal, o usuário não conseguiria usar o aparelho.
5. Causas por falha
Nesta etapa, discuta as causas que levaram ao acontecimento de cada uma das falhas. Neste sentido, as ferramentas 5 porquês e o famoso Diagrama de Ishikawa podem ser extremamente úteis. Em seguida, as causas são classificadas, mas agora no que tange as suas ocorrências:
- Uma vez em muitos anos - nota 1
- 1 vez em muitos meses de funcionamento e operação - nota 2
- Uma vez em algumas semanas de funcionamento e operação - nota 3
- Probabilidade de ocorrência semanal - nota 4
- Probabilidade de ocorrência diária - nota 5
Usando os 5 porquês, foi descoberto que a filha no display era um defeito no circuito de controle, a ocorrência desse tipo de falha é rara e depende de como o aparelho é cuidado, então a nota de ocorrência é 2.
6. Controles por causa
Consiste na classificação e análise de cada uma das causas quanto a sua detecção a fim de descobrir se há e quais são as medidas preventivas e de controle que já foram adotadas para conter qualquer uma das causas. Assim, as classificações quanto a detecção da falha são dadas por:
- A "detecção" está muito alta - é fácil detectar que ocorrerá a falha - nota 1
- Aviso considerável de falha antes da ocorrência - nota 2
- Alguns avisos de falha antes da ocorrência - nota 3
- Poucos avisos de falha antes da ocorrência - nota 4
- A "detecção" é efetivamente zero - é praticamente impossível saber que ocorrerá uma falha - nota 5
Como a detecção da falha no circuito de controle do display é efetiva, a nota de detecção é 1.
7. Risco Calculado (RPN)
Será proposto, a seguir, um sistema de pontuação para análise de riscos (RPN). Dessa forma, o sistema é constituído por três pontuações diferentes e independentes: S (Severidade do problema), O (probabilidade de ocorrência) e D (probabilidade de detecção). Cada uma das três notas pode ser igual a 1, 2, 3, 4 ou 5, e cada falha recebe uma nota por critério. A nota total da falha é o produto das três notas, ou seja:
(PONTUAÇÃO DE RISCO) = S x O x D
Quanto maior a pontuação, mais crítica é a falha e maior atenção ela deve receber por parte da organização.
Como a falha no display impede o uso do smartphone, a nota de severidade é 5, mas é um problema que ocorre com uma frequência baixa e em muito tempo de uso, então a nota da ocorrência vale 2. No entanto, a detecção é 5, por ser muito fácil de perceber. Então a pontuação de risco fica:
(PONTUAÇÃO DE RISCO) = 5 x 2 x 5 = 100
8. Propostas de Melhoria
Além disso, uma vez estabelecida a ordem de prioridade das causas por falhas a serem solucionadas, a equipe deve discutir possíveis soluções para eliminar cada uma das causas. Por outro lado, caso não seja possível eliminá-las, as soluções devem buscar ao menos o controle destas. Desse modo, os métodos com o Brainstorming são bastante efetivos.
Para diminuir as chances de falha no display, a equipe pode propor um projeto de melhoria no circuito de controle;
9. Plano de Ação
Em seguida, depois de definidas as soluções, elabore um plano de ação. Nele devem constar a relação da solução, o responsável e o prazo limite de finalização. Deste modo, a ferramenta 5W2H é uma ótima auxiliar para traçar estes planos. Para o plano de ação da melhoria do circuito foi designado um engenheiro para redesenhá-lo com um prazo de 20 dias.
10. Calcule um novo risco
Por fim, após a implementação das ações de melhoria contínua, a equipe deve se reunir novamente para recalcular os riscos. Assim, é possível medir se realmente houve progresso na aplicação da ferramenta.
Quais são os tipos de FMEA
- FMEA de Design: O Design FMEA (DFMEA) explora a possibilidade de mau funcionamento do produto, de vida útil reduzida, assim como preocupações regulatórias e de segurança. O mau funcionamento pode causar problemas e são derivados, por exemplo, de propriedades do material, geometria, tolerâncias, interfaces com outros componentes e/ou sistemas, ruído de engenharia: ambientes, perfil do usuário, degradação, interações de sistemas.
- FMEA de Processo: descobre falhas que poderão ocorrer e que afetam a qualidade do produto, confiabilidade reduzida do processo, insatisfação do cliente, bem como riscos ambientais ou de segurança, os quais, por sua vez, podem ser derivados de: fatores humanos, métodos seguidos durante o processamento, materiais utilizados, máquinas utilizadas, impacto dos sistemas de medição na aceitação ou fatores ambientais no desempenho do processo.
- FMEA de Sistema: é uma técnica utilizada para identificar e priorizar possíveis falhas em um sistema complexo. Ele é geralmente utilizado em indústrias como aeroespacial, automotiva e de defesa, onde os sistemas são altamente críticos e qualquer falha pode ter consequências graves. Geralmente, é realizado por uma equipe de especialistas que incluem engenheiros, gerentes de projetos e outros profissionais relacionados ao sistema.
Qual é a importância da FMEA para prevenir falhas?
Se acaso uma falha já tenha se manifestado, é importante compreender porquê ela ocorreu, para entender como preveni-la. Para isto, é possível utilizar uma técnica do Lean, a dos 5 por ques: é preciso perguntar por quê cinco vezes, não aceitando a resposta imediata, até que o verdadeiro problema se revele e as medidas adequadas possam ser tomadas. É importante que as perguntas sejam feitas de forma sequenciada, de modo que uma resposta seja a causa imediata do problema encontrado na pergunta anterior.