7.GE. Engenharia de Produto FMEA

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Gestão Empresarial – Aula 7
FMEA
Failure Mode and Effect Analysis
O estudo de Projeto de Produto envolve os processos de Gestão de Produtos, que, por sua vez, envolve uma série de elementos que compõe a produção de bens (sejam eles produtos ou serviços).
FMEA é uma metodologia que procura evitar que ocorram falhas no projeto do produto ou do processo por meio da análise das falhas potenciais e de propostas de ações de melhoria. Depois de utilizá-la, diminuem as chances do produto ou processo falhar, aumentando a confiabilidade. O objetivo básico dessa técnica é detectar as falhas antes que se produza uma peça ou produto.
Ela também comporta, segundo Bailão (2013), “Um grupo de pessoas que identificam para o produto/processo em questão suas funções; os tipos de falhas que podem ocorrer; os efeitos e as possíveis causas destas falhas...”. Depois: “são avaliados os riscos de cada causa de falha por meio de índices e, com base nesta avaliação, são tomadas as ações necessárias para diminuir estes riscos, aumentando a confiabilidade do produto/processo” (BAILÃO, 2013).
Ou seja, para cada tipo de falha o FMEA pode identificar possíveis causas e efeitos e relacionar as medidas de detecção e prevenção de falhas que estão sendo, ou já foram, tomadas. Já para cada causa, ele pode atribuir índices para avaliar os riscos e, assim, discutir medidas de melhoria.
Nesse ponto surge a pergunta: “por que usar FMEA?” A resposta é simples: desde seu propósito original em novembro de 1949 (09.11.1949, USArmy) o Exército Norte-Americano já o justificava por seu poder de:
Avaliar a confiabilidade de sistemas e falhas em equipamentos:
Procedimento Militar MIL-P-1629, datado de 9 de novembro de 1949, intitulado “Procedimento para analisar um modo de falha, seus efeitos e sua criticidade”.
Usado como técnica de avaliação da confiabilidade para determinar o efeito das falhas em um sistema ou em um equipamento.
Diminuir:
as chances do produto ou processo falhar, aumentando sua confiabilidade;
falhas antes que se produza uma peça ou produto.
Também serve para antever algumas falhas sistêmicas de nível crítico (e também as mais leves), assim como seu efeito sobre o conjunto. Além disso, a ferramenta cria a possibilidade de:
minimizar as falhas potenciais;
evitar seus efeitos.
No que se refere à melhoria de processos ou produtos, o FMEA é uma ferramenta que faz com que seus usuários se obriguem a fracionar a análise: deve-se olhar para cada parte, para se melhorar o todo.
Em relação ao desenvolvimento de novos produtos ou processos, o FMEA faz com que seus usuários apliquem seus conceitos de forma adequada, para garantir que não existirão falhas no futuro a serem corrigidas.
Outro motivo para a utilização do FMEA é a possibilidade de reduzir custos caso modificações sejam necessárias no futuro, ou seja, ele facilita a correta identificação de necessidades sem a obrigatoriedade de mudança, o que reduz os custos de novas versões.
O gráfico mostra o quanto aumenta o custo de uma modificação em um processo ou produto caso a nova facilidade não tenha sido identificada antes nas diversas fases em função do ciclo do projeto (do produto ou processo).
De acordo com a ISO 9000, o uso do FMEA não é obrigatório, mas, se utilizado, pode atender aos seguintes itens:
Controle de Projeto, com relação a Análise Crítica de Projeto (FMEA de projeto);
Nas ações Corretivas e Preventivas, com relação a Ação Preventiva (FMEA projeto e/ou processo).
Já para o QS 9000, é obrigatório o uso da ferramenta FMEA, ou seja, se a empresa executa o projeto do produto deve utilizar FMEA de projeto e processo, caso contrário apenas o FMEA de processo. Essa exigência está no item “Sistema da Qualidade” e é solicitada também no APQP (Planejamento Avançado da Qualidade do Produto) e no PPAP (Processo de Aprovação de Peças de Produtos).
O que e QS9000 - É a norma de qualidade adotada pela Chrysler, Ford e General Motors para qualificar os seus fornecedores de peças e prestadores de serviços.
Aplica-se aos fornecedores de peças e componentes e aos prestadores de serviços ( por exemplo: pintura, tratamento térmico, cromagem, etc ).
Outra excelente justificativa para a utilização do FMEA é que essa ferramenta é utilizada para diminuir:
a probabilidade da ocorrência de falhas em projetos de novos produtos ou processos;
a probabilidade de falhas potenciais (ou seja, que ainda não tenham ocorrido) em produtos/processos já em operação;
os riscos de erros.
E para aumentar:
a confiabilidade de produtos ou processos já em operação por meio da análise das falhas que já ocorreram;
a qualidade de procedimentos administrativos.
Tipos de FMEA
São quatro, segundo Bailão (2013):
FMEA de produto - Analisa as falhas que poderão ocorrer com o produto dentro das especificações do projeto. O objetivo dessa análise é evitar falhas no produto ou no processo decorrente do projeto do produto. É comumente denominada também de FMEA de projeto.
FMEA de processo - São analisadas as falhas no planejamento e execução do processo, ou seja, o objetivo dessa análise é evitar falhas do processo, tendo como base as não conformidades com as especificações do projeto.
FMEA de serviço - Visa prevenir a ocorrência de falhas durante a produção dos serviços, de modo que sempre atendam às expectativas dos clientes, portanto é desenvolvida como uma ferramenta de prevenção.
FMEA de sistema - Empregado para analisar o design de um produto durante a sua fase de concepção, sendo parte do critério de seleção do conceito. Esse FMEA foca-se nos modos de falha potencial das funções de produtos ou equipamentos causados por um design deficiente.
Abordagens do FMEA
Há duas abordagens para o uso do FMEA:
BOTTOM-UP - A abordagem de baixo para cima é utilizada com o conceito de sistema, cada componente no nível mais baixo é estudado e a análise estará concluída quando todos os componentes forem considerados. Essa abordagem também é chamada de abordagem dehardware.
TOP-DOWN - A abordagem top-down é utilizada principalmente em uma fase de concepção, antes que toda a estrutura do sistema esteja decidida. A análise começa com as principais funções do sistema e como podem falhar. Falhas funcionais com efeitos significativos são normalmente prioridade na análise. A abordagem de cima para baixo pode também ser utilizada em um sistema existente e se concentrar em áreas com problemas.
Como usar o FMEA
O passo inicial para utilizar o FMEA é conscientizar a organização de que ele deve ser elaborado em equipe, de preferência interdisciplinar, agregando vários conhecimentos (especialidades) para que a troca de ideias e percepções seja concretizada. Para isso, sugere-se:
Determinar se o FMEA será de produto ou processo;
Compor a equipe por membros com diferentes especialidades, para que os resultados obtidos alcancem os maiores níveis de excelência possíveis.
Todos os integrantes do grupo devem interagir durante todas as decisões.
A partir desses pontos iniciais, define se o Tema da Análise FMEA com identificação do ambiente e do pessoal ou dos produtos e dos elementos com os quais eles interagem. Logo em seguida cria se o Grupo de Trabalho, com pessoas de diferentes especialidades que ajudarão a descrever o processo graficamente em termos de momentos verdade.
Os momentos verdade dos processos ajudam a descrever na análise o risco em potencial e as ações e medidas preventivas que envolvem o produto e/ou serviço.
Etapas para desenvolver o FMEA
O desenvolvimento do FMEA é realizado em 5 etapas:
Planejamento
Análise de Falhas em Potencial
Avaliação dos Riscos
Melhoria
Continuidade
Na primeira etapa – planejamento – é realizada a descrição dos objetivos e da abrangência da análise. Para a definição do objetivo, a equipe deve observar:
Definição do sistema a ser analisado - Procurando estabelecer a fronteira de análise (peças que devem ser incluídas e as que não devem); definir as principais funções, inclusive requisitos funcionais; considerar as condiçõesoperacionais e ambientais, e definir as interfaces que cruzam a fronteira do projeto, que deverão ser incluídas na análise.
Recolher a informação disponivel - Que descreva o sistema a ser analisado, incluindo desenhos, especificações, esquemas, lista de componentes, informações funcionais e descrições.
Coletar informações - Sobre projetos anteriores, semelhantes, e de fontes internas e externas, entrevistas com o pessoal do projeto, operações, manutenção e fornecedores de componentes.
Analisar qualquer sistema, subsistema, componente ou processo - Durante as fases iniciais de concepção, a análise de falhas potenciais estará a um nível elevado, cobrindo todo o sistema.
Para a constituição da equipe, deve-se considerar uma equipe que participe do processo de análise e que possa se dividir em permanente e de apoio. Lembrando que a equipe deverá ser multidisciplinar.
Por exemplo, pode-se contar com uma Equipe Permanente, composta por: Engenheiro de Processo; Engenheiro de Produto; Engenheiro de Sistema e Engenheiro de Qualidade.
Ao passo que uma Equipe de Apoio pode contar com: representante de produção; fornecedor de componentes; responsável de vendas e responsável pela logística. Tornando a equipe interdisciplinar.
Além disso, a primeira etapa - planejamento - é ainda a etapa em que identifica-se:
qual produto/processo será analisado;
como será efetuada a formação dos grupos de trabalho;
o planejamento das reuniões;
a preparação da documentação.
Na segunda etapa - análise de falhas em potencial – define-se:
função(ções) e característica(s) do produto/processo;
tipo(s) de falha(s) potencial(is) para cada função;
efeito(s) do tipo de falha;
causa(s) possível(eis) da falha;
controles atuais.
A terceira etapa - avaliação dos riscos – compreende a fase em que a equipe irá:
Definir os índices de severidade (S), ocorrência (O) e detecção (D) para cada causa de falha, seguindo os critérios previamente definidos (tabelas de pesos);
Calcular os coeficientes de prioridade de risco (R), por meio da multiplicação dos outros três índices.
A quarta etapa – melhoria - determina que sejam utilizados os conhecimentos, criatividade, brainstorming, lista de ações etc. para diminuir os riscos, principalmente em termos de:
medidas de prevenção total ao tipo de falha;
medidas de prevenção total de uma causa de falha;
medidas que dificultam a ocorrência de falhas;
medidas que limitem o efeito do tipo de falha;
medidas que aumentam a probabilidade de detecção do tipo ou da causa de falha.
A última etapa – continuidade – refere-se à permanência da metodologia sobre o produto e/ou serviço, garantindo que a melhoria contínua seja aplicada sobre o mesmo. Para que se garanta a continuidade, o formulário FMEA deve ser tratado como um documento “vivo”, ou seja, devem ser aplicadas e realizadas revisões sempre que ocorrerem alterações no produto/processo específico. Nisso, realizar análises de confronto das falhas, falhas não previstas, reavaliação, entre outras, com base em dados objetivos, das falhas já previstas pelo grupo, de forma a garantir a qualidade.
Como software de apoio para construção do FMEA, podemos citar o Softexper e oExFMEA.
FMEA é um método muito bem estruturado é confiável para avaliação de produtos e processos. O conceito e a aplicação são de fácil assimilação, mesmo por principiantes e sua abordagem torna fácil a avaliação de sistemas complexos.
O processo do FMEA pode ser cansativo e consumir muito tempo (tornando-se caro), ainda mais para quantidades muito grandes de falhas, onde sua abordagem não é adequada.
Pela facilidade de esquecer os erros humanos na análise, o FMEA torna-se uma ferramenta ideal para registrá-los e aplicar soluções (sugestões) de melhoria.
Referências Bibliograficas
BAILÃO, F. G. Identificação das falhas utilizando FMEA no sistema de freios de carros de competição on-road – Fórmula®-SAE. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) – Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, 2013.
DEPARTAMENT OF DEFENSE – USA. Procedures for performing a failure mode. Effects and Criticality Analysis. MIL-STD-1629A, 1977.
OLIVEIRA, C. B. M.; ROZENFELD, H. (1997). Desenvolvimento de um módulo de FMEA num sistema comercial de CAPP. (CD ROM). In: Encontro Nacional de Engenharia de Produção, 17., Gramado, 1997.Anais. Porto Alegre: UFRGS. (t :662).
ROTONDARO, R. G. S. FMEA: estudo do efeito e modo da falha em serviços – Aplicando técnicas de prevenção na melhoria de serviços. Revista Produção, v. 12, n. 2, 2002.