O que é o FMEA e qual a sua importância para a manutenção mecânica

As ferramentas de qualidade são  artimanhas poderosas utilizadas para visualizar e entender a criticidade de produtos, seja na sua fase de criação ou até mesmo após a sua implementação.

O FMEA (Failure Mode and Effect Analysis), conhecido como Análise de Modo de Falha e seus Efeitos, é uma dessas ferramentas que fazem a total diferença se executada detalhadamente.

O seu objetivo principal é calcular um número de prioridade de risco (NPR) para cada modo de falha presente no processo, o qual indica e prioriza os modos de falha mais críticos para o seu produto e processo.

Assim, tem-se um indicador comparativo, mostrando o item do seu produto ou processo industrial que deve ter, de fato, a sua atenção.

Mas, para isso, é necessário quantificar três fatores essenciais para o NPR.

Este texto, então, apresenta o que é o FMEA, a sua importância e como calculá-lo (RPN), através de 07 passos que fazem com que este conteúdo seja diferente dos demais vistos por aí.

Portanto, consuma este texto e esteja cada vez mais perto de solucionar os seus problemas industriais.

O que é o FMEA

O FMEA é uma ferramenta de qualidade extremamente utilizada na indústria.

A sua “cara” é simples de ser feita e será mostrada neste texto, através de um exemplo.

Além disso, essa sigla possui “subprodutos”, os quais são o DFMEA e o PFMEA.

DFMEA

Quando o produto está em desenvolvimento, utiliza-se o DFMEA, o qual é utilizado para o design do produto, avaliando se o mesmo será ou não um sucesso no mercado.

PFMEA

Já o PFMEA é utilizado para avaliar a aplicação de processos estruturais, transmissão de informações e aplicação de processo em linha de produção, por exemplo. 

Por isso, o PFMEA deve ser iniciado a cada novo processo e deve ser conduzido durante todo o ciclo de vida do processo, necessitando então ser realimentado a cada novo modo de falha descoberto e que não havia sido previsto anteriormente.

Desse modo, a ferramenta possibilita identificar os efeitos de falha e os modos de falha do produto, os quais são distinguidos desse modo:

 

• Modo de falha: o modo de falha é uma descrição do jeito específico pelo qual um sistema, produto ou processo pode deixar de funcionar conforme esperado. Ele identifica o que exatamente pode dar errado. Por exemplo, se estamos falando de um carro, um modo de falha poderia ser um pneu furado, um motor superaquecido, ou um sistema de freios defeituoso;
• Efeito de falha: o efeito de falha é o impacto ou resultado resultante do modo de falha ocorrer. Em outras palavras, é o que acontece quando algo dá errado. Continuando com o exemplo do carro, se o modo de falha for um pneu furado, o efeito de falha poderia ser um atraso na viagem, perda de controle do veículo ou até mesmo um acidente.

Qual a importância do FMEA para a indústria

Segundo Puente J., do jornal “International Journal of Quality & Reliability Management”, o FMEA foi uma ferramenta utilizada, primeiramente, pela NASA (National Aeronautics and Space Administration) em 1963 e, então, expandida para a indústria automobilística.

Desde então, essa ferramenta tem sido utilizada em todos os produtos que estão em fase de desenvolvimento e também nos já desenvolvidos (disponíveis no mercado), cumprindo o seu propósito de analisar os efeitos e modos de falha.

Avaliação do FMEA

Para chegar à fase de avaliação do FMEA, é preciso primeiramente quantificar alguns fatores, os quais são: Severidade (gravidade), Ocorrência e Detecção.

Antes de explicarmos o passo a passo lógico e mais fácil para executar essa quantificação, apresentaremos mais detalhadamente esses três fatores.

Severidade (gravidade)

A severidade é um fator que dimensiona o quão sério é a consequência do efeito do modo de falha, no contexto do cliente.

Neste contexto, nota-se a importância de conhecer e estudar as possíveis consequências.

Além disso, esse fator é medido por uma escala de 0 a 10, sendo que 1 significa que o efeito é pouco severo, enquanto o 10 significa um efeito muito severo.

Portanto, a severidade aplica-se exclusivamente ao efeito.

Severidade
Severidade das consequências	Ranking
Marginal: a falha não tem efeito real no sistema e o cliente, possivelmente, nem notaria	1
Baixa: a falha causa pequenos transtornos ao cliente e o cliente perceberá variações leves no desempenho do sistema	2   3
Moderada: a falha implica em uma razoável insatisfação do cliente, podendo deixá-lo irritado e desconfortável. Além disso, o cliente nota uma deterioração leve no desempenho do sistema.	4 5 6
Alta: cliente muito insatisfeito, além do sistema se tornar inoperável. Contudo, a falha não envolve riscos à segurança operacional e não descumpre os requisitos legais.	7 8
Muito alta: a falha envolve riscos à operação segura do sistema e/ou descumpre os requisitos legais.	9 10

 

Ocorrência

A ocorrência, também um fator essencial para o FMEA, diz respeito à probabilidade de ocorrência dos modos de falha.

A escala que quantifica a ocorrência vai de 1 a 10, sendo importante salientar que o critério de ocorrência deve ser consistente, para que os estudos também sejam.

Além disso, as empresas do setor eletrônico e automotivo, nos últimos tempos, têm padronizado as taxas de ocorrência, exatamente para manter esse fator consistente.

 

Probabilidade de Ocorrência
Probabilidade de Falha	Ranking	Taxa de falha
Remota: a falha é improvável	1	<1 em 106
Baixa: relativamente poucas falhas	2 3	1 em 20.000 1 em 4.000
Moderada: falhas ocasionais	4 5 6	1 em 1.000 1 em 400 1 em 80
Alta: falhas repetitivas	7 8	1 em 40 1 em 20
Muito alta: falhas quase inevitáveis	9 10	1 em 8 1 em 2

 

Detecção

A Detecção é o terceiro fator essencial para auxiliar na execução do FMEA.

Esse fator se trata de uma estimativa da habilidade dos controles atuais em detectar causas ou modos de falha antes do componente ou subsistema ser liberado para a produção .

 

Probabilidade de Detecção
Probabilidade de detecção	Ranking
Muito alta: a falha será certamente detectada durante o processo de projeto/fabricação/montagem/operação.	1 2
Alta: boa chance de determinar a falha.	3 4
Moderada: 50% de chance de determinar a falha.	5 6
Baixa: não é provável que a falha seja detectável.	7 8
Muito baixa: é muito improvável que a falha seja detectável.	9
Absolutamente indetectável: com certeza, a falha não será detectável.	10

 

RPN (Número de Prioridade de Risco)

Como vimos nos fatores de Detecção, Ocorrência e Severidade, quanto maior os seus valores, pior é para o RPN.

O RPN, por sua vez, é um instrumento comparativo que é calculado através de pesos para ponderar fatores, além de ser viável contextualizá-lo e definir critérios específicos, na prática.

O seu cálculo é o produto dos três fatores mencionados, isto é:

 

RPN = S x O x D

 

Além disso, o valor do RPN varia de 0 até 1000, porém a sua média é o produto dos valores de S, O e D.

Em outras palavras, a média do RPN não é 500, mas sim 125 (5 para Severidade, 5 para Ocorrência e 5 para Detecção).

Passos para executar o FMEA

A fim de facilitar a execução do FMEA na prática, alguns passos são apresentados neste texto e a partir de agora.

Confira-os abaixo:

 

• Identifique todas as partes dos componentes do produto ou serviço;

• Liste todas as formas possíveis em que os componentes podem falhar (modos de falha);

• Identifique os efeitos possíveis das falhas (necessidade de manutenção e, efeito para os clientes e tempo parado);

• Identifique todas as causas possíveis das falhas para cada modo de falha;

• Avalie a probabilidade de falha (O), a severidade dos efeitos da falha (S) e a probabilidade de detecção (D);

• Calcule o RPN;

• Aplique ações corretivas de acordo com o ranking (RPN) criado.

 

Exemplo – FMEA

Após toda a explicação vista acima, nada mais justo do que concretizar o que foi discorrido em um exemplo comum e conhecido: FMEA para levar energia de um motor de partida para o alternador e caixa de fusíveis.

 

Função	Modo potencial de falha	Efeito de falha	S	Causa	O	Controle de preservação	D	Controle de detecção	RPN	Ação recomendada
Levar energia de um motor de partida para o alternador e caixa de fusível	Curto-circuito	Pane nos instrumentos do painel	8	Exposição de fios desencapados às partes metálicas da carroceria	5	Treinamento	4	Teste de funcionalidade	160	Ampliar o uso de tubos corrugados para proteção de cantos metálicos
	Circuito desconectado	Sistema de iluminação sem operação	8	Falha no uso da trava de segurança	2		2	Teste de funcionalidade	32
			8	Oxidação de terminais	4	Desenvolvimento de fornecedores	7		224	Desenvolver dispositivos para proteger os terminais de umidade de pó
	Circuito com conexão incorreta	Sistema de iluminação operando errado	8	Identificação inadequada de fios conectores	6	Treinamento	5	Inspeção visual	240	Aprimorar a bancada de teste de chicote
			8	Erro no manual de montagem	2	Revisão de procedimento	3	Teste de funcionalidade	48
	Circuito queimado	Sistema de iluminação não opera	10	Aquecimento excessivo dos fios por percurso incorreto	3	Revisão de projeto	3		90
			10	Aquecimento demasiado dos fios por falta de proteção	1	Revisão de projeto	7		70

 

Conclusão

Por meio das explicações e do exemplo dado, nota-se que o FMEA é uma ferramenta de qualidade simples de ser criada, desde que sejam coletadas informações técnicas e comerciais voltadas ao produto ou processo.

Nota-se também que o seu poder sobre a manutenção mecânica é fortíssimo, uma vez que a análise dos modos de falhas possibilitam uma manutenção preventiva melhor, além de possibilitar uma manutenção corretiva assertiva.

Além disso, observa-se que, para o melhor cenário do RPN: falhas ocorrem esporadicamente, o impacto é desprezível e a possibilidade de detecção é alta.

Já no pior cenário para o RPN: falhas ocorrem com grande frequência, o impacto é fortemente danoso e a possibilidade de ocorrência é dificilmente detectável.