FMEA: O que é e como fazer.

Se você trabalha no ambiente industrial, é aluno de algum curso de engenharia ou em algum momento teve que elaborar um plano de manutenção você já se deparou com o termo FMEA.

FMEA é a sigla abreviatória de Failure Modes and Effects Analisys, ou seja, Análise Modos e Efeitos das falhas.

O FMEA foi uma das primeiras técnicas altamente estruturadas e sistematizadas para análise de falhas . Foi desenvolvido por engenheiros de confiabilidade no  final da década de 1950 para estudar problemas que poderiam surgir de avarias nos sistemas militares.

Um FMEA é muitas vezes o primeiro passo de um estudo de confiabilidade do processo. Envolve a revisão do maior número de componentes, montagens e subsistemas  para identificar os modos de falha, suas causas e efeitos. Para cada componente ou equipamento do processo, os modos de falha e seus efeitos resultantes no resto do sistema são registrados em uma planilha de FMEA específica. Existem inúmeras variações de tais planilhas e nesse artigo você irá aprender como fazer FMEA de um processo de produção, visto pela ótica da manutenção.

Um FMEA é uma ferramenta de análise qualitativa,  que transforma as informações em dados quantitativos. Durante a elaboração do plano de manutenção, o FMEA é uma das ferramentas mais importantes a serem usadas, por três motivos básicos:

1. Determinação dos modos de falha: que podem vir da engenharia (hipótese) ou então do campo. Dados advindos do campo são mais confiáveis, pois representam de fato todas as falhas que pode ter um processo.
2. Análise de riscos de cada modo de falha: iremos detalhar mais abaixo, mas a priorização de qual modo de falha trabalha passa por 3 etapas: determinação da severidade da falha (quão ruim vai ser se ela acontecer), determinação da ocorrência da falha (quão frequentemente ela de fato ocorre) e determinação da probabilidade de detecção da falha (o quão fácil é percebermos que ela ocorreu).
3. Cálculo do RPN (risk priority number): esse indicador é uma maneira de sabermos qual modo de falha começar a calcular primeiro. Esse cálculo é a multiplicação dos valores de ocorrência, severidade e detecção.

Uma atividade FMEA bem sucedida ajuda a identificar possíveis modos de falha baseados na experiência com processos similares  ou baseados na física comum da lógica de falha. É amplamente utilizado nas indústrias de desenvolvimento e fabricação em várias fases do ciclo de vida do produto. A análise de efeitos refere-se ao estudo das conseqüências dessas falhas em diferentes níveis do sistema.

Análises funcionais são necessárias como uma entrada para determinar os modos de falha corretos, em todos os níveis do processo de produção, tanto para o FMEA funcional como para o FMEA de componentes. Um FMEA é usado para estruturar a mitigação para redução de risco com base na redução da gravidade do efeito da falha (ou modo) ou com base na redução da probabilidade de falha ou de ambos.

O FMEA é, em princípio, uma análise indutiva completa (lógica direta), porém a probabilidade de falha só pode ser estimada ou reduzida pela compreensão do mecanismo de falha . Idealmente, essa probabilidade deve ser reduzida para “impossível de ocorrer” eliminando as causas raízes . Portanto, é importante incluir no FMEA uma quantidade de informações adequadas sobre as causas de falha (análise dedutiva).

Tipos de FMEA

Existem vários tipos de FMEA, alguns são usados ​​com mais frequência do que outros. Os FMEAs devem ser feitos sempre em momentos em que as falhas significariam danos potenciais ao processo, produto ou cliente final. Os tipos de FMEA são:

• Sistema – concentra-se em funções globais do sistema;
• Design – concentra-se em componentes e subsistemas;
• Processo – concentra-se em processos de fabricação e montagem;
• Serviço – concentra-se em funções de serviço;
• Software – concentra-se em funções de software;

Basicamente, todos os tipos de FMEA tem a mesma essência e objetivo, que é analisar os modos e efeitos das falhas. O que diferenciará um tipo do outro é o direcionamento da ferramenta no momento da análise.

Nesse artigo, iremos nos aprofundar no FMEA de processo. Ele que servirá de base para que possamos montar nossos planos de manutenção preventiva, preditiva, lubrificação e inspeções.

FMEA na Manutenção

Como dito acima, o FMEA é uma das ferramentas usadas para construção e elaboração de um bom plano de manutenção. Se podemos identificar a possibilidade de ocorrência de uma falha, seu nível de severidade e detecção, obviamente, poderemos traçar uma série de atividades de caráter preventivo que podem ser realizadas antes que essas falhas ocorram de fato.

Iremos analisar cada etapa do processo de produção e identificar dentre todas as possibilidades de falha, quais falhas nós temos que prevenir através de ações de manutenção. Como assim? Veja no exemplo abaixo:

Na imagem acima, vemos um exemplo prático de aplicação do FMEA para uma atividade de manutenção exclusiva. Podemos concluir nesse caso, que a ação de relubrificar os rolamentos da caixa de engrenagens do robô da linha de produção poderia prevenir a parada de toda a linha de produção. Que nesse caso seria uma falha grave.

Caso uma falha já tenha se manifestado, é importante compreender o porquê de ela ter ocorrido, para entender como preveni-la. Para isto, é possível utilizar outra técnica do Lean, a dos 5 por quês: 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.  O exemplo a seguir se refere a um caso de falha no desempenho de tempo de entrega, e mostra que a causa-raiz, ou seja, o problema a ser atacado era, na verdade, não o tempo, mas o fato de haver instalações limitadas para testes.

Podemos dizer que o FMEA é o coração dos planos de manutenção preventiva. Elaborar um plano de manutenção preventiva sem fazer uma análise criteriosa das falhas que o seu processo de produção está exposto é uma das 5 falhas que as pessoas mais cometem.

Assista ao vídeo abaixo e saiba quais são as 5 erros que as pessoas cometem ao elaborar planos de manutenção:

O objetivo principal de um plano de manutenção é minimizar o impacto de eventos não planejados em segurança, meio ambiente e rentabilidade comercial. A principal ferramenta de confiabilidade que serve como veículo para alcançar e sustentar metas do setor de manutenção é o FMEA.

Um FMEA bem feito e bem implementado gera diversos benefícios para o setor de manutenção, dentre eles:

• Redução dos Custos de Manutenção;
• Elevação dos níveis de segurança das instalações;
• Redução de atividades que não tem valor agregado;
• Melhoria na qualidade dos serviços realizados;
• Elevação dos níveis de confiabilidade;
• Redução do MTBF dos equipamentos.

Como fazer o FMEA?

Hoje existem algumas ferramentas específicas para fazer o FMEA, porém, uma simples planilha no Excel conseguirá atender muito bem as necessidades. Uma vez que os princípios básicos e boas práticas para elaboração do FMEA foram levados em consideração.

Antes de partirmos para a elaboração do FMEA, temos que definir alguns termos comuns que serão usados de agora em diante:

• Falha: Perda de função ou performance do equipamento quando ela se faz necessária.
• Modo de Falha: A forma como a falha se apresenta no processo (sintoma).
• Efeito da falha: Impacto ou consequência que a falha traz ao processo.
• Ocorrência de falha: Quantas vezes isso já aconteceu ou tem probabilidade de acontecer.
• Severidade de falha: O quão grave e severa é a falha.
• Detecção de falha: Qual a possibilidade de encontrar essa falha antes que ela ocorra.
• RPN: Risk priority number –  É o valor do risco calculado que fica associado ao modo de falha. Esse valor é a multiplicação dos níveis de ocorrência, severidade e detecção.

O primeiro passo para elaborar o FMEA pensando na elevação dos itens de confiabilidade é identificar os processos e seus equipamentos que serão analisados. O melhor método para tal é a análise de criticidade, uma ferramenta usada para avaliar como as falhas de equipamentos afetam o desempenho organizacional para classificar sistematicamente os ativos da planta para fins de priorização de trabalho, classificação de material, manutenção preventiva, manutenção preditiva e iniciativas de melhoria da confiabilidade.

Estrutura do FMEA

O FMEA tem sua estrutura dividade basicamente em 5 partes:

1. Cabeçalho
2. Ponto da Falha
3. Análise da Falha
4. Avaliação do Risco
5. Ação Preventiva Recomentada

Cabeçalho

O cabeçalho deve conter as seguintes informações:

1. Número do FMEA;
2. Revisão (sempre que houver qualquer alteração no processo, o FMEA deve ser revisado e atualizado);
3. Processo que está sendo analisado;
4. Área que está sendo analisada;
5. Sistema que está sendo analisada;
6. Equipe que está contribuindo para elaboração do FMEA;
7. Data de início do FMEA;
8. Responsável pela atividade de elaboração;
9. Responsável pela revisão.

Ponto da Falha

No ponto de falha iremos apontar qual equipamento, sua função e quais componentes iremos analisar. 

• Equipamento: Equipamento que está envolvido no processo de produção, interfira nesse processo e necessite de ações da manutenção.

• Função do Equipamento: Papel que o equipamento desempenha dentro do processo de produção.

• Componente: Peça ou sub-conjunto do equipamento, que é vital para o bom funcionamento do equipamento e consequentemente do processo de produção.

Análise de Falha

O processo de análise da falha é dividido em três pontos: modos da falha, efeitos da falha e causa da falha. Nesse ponto, as informações devem ser preenchidas com o maior nível de cautela possível, analisando ponto a ponto, até chegar a uma análise da falha de modo integral.

• Modos de Falha: Como a falha se apresenta. Como ela é encontrada de forma sensitiva (visual, auditiva, olfativa ou pelo tato).
• Efeitos da Falha: Qual a consequência dessa falha no processo?
• Causa da Falha: O que levou a falha daquela componente?

Avaliação de Risco

Nessa etapa se quantifica o risco de cada modo de falha no processo. O risco através de três fatores: ocorrência da falha, severidade da falha e probabilidade de detecção. Para cada um desses três itens iremos dar uma nota, através de uma tabela e a multiplicação dessas três notas será no valor RPN.

RPN é a sigla para Risk Priority Number (Número de Prioridade de Risco). Quanto maior for o RPN, mais atenção e prioridade devemos dar para aquele determinado ponto do processo.

Ocorrência

Como é provável que esse modo de falha ocorra? Deve ser atribuída uma pontuação entre 1 e 10, onde 1 significa “muito improvável que ocorra” e 10 significa “muito provável que ocorram”.  Veja a tabela abaixo:

Severidade

Se esta falha ocorrer, qual o impacto da falha na Segurança, Produção ou Custo? Atribua uma nota entre 1 e 10, onde 1 significa “sem impacto” e 10 significa “impacto extremo”. Veja a tabela abaixo:

Detecção

Se este modo de falha ocorrer, qual a probabilidade de a falha ser detectada? Atribua uma pontuação entre 1 e 10, onde 1 significa “muito provável de ser detectado” e 10 significa “muito pouco provável que seja detectado”. Veja a tabela abaixo:

RPN – Risk Priority Number

Como dito acima, o RPN é a multiplicação dos valores de severidade, ocorrência e detecção. Quanto maior for o valor do RPN, maior é a prioridade daquele item no plano de ações preventivas.

Em caso de “empate”, ou seja, dois ou mais itens com o mesmo valor de RPN, o critério para desempate é:
• A Severidade tem o maior peso;
• A multiplicação entre Severidade e Ocorrência (SEV x OCC) seria então considerada.

Atividades de Prevenção

Chegado nesse ponto, deve-se listar todas as atividades de caráter preventivo e preditivo que possam prevenir ou identificar as falhas ainda em estágio inicial. Essas ações tem como objetivo principal mitigar o risco e impedir que o processo de produção venha a parar por conta da falha já estabelecida.

Utilizando dos conhecimentos da equipe para fazer um brainstorming de forma que reduza a gravidade, a probabilidade de ocorrência ou a detectabilidade da falha. 

Após o preenchimento de todos os itens citados acima, o resultado será esse:

Boas Práticas ao Implantar o FMEA

O FMEA não é apenas uma técnica, é um processo sistemático para avaliação, controle, comunicação e revisão de riscos para o processo ao longo do ciclo de vida do equipamento. Durante o seu processo de implantação temos detalhes relevantes que não podem ser ignorados. 

1 – Identificar os Processos

Identifique qual processo realmente precisa de um FMEA. Conduzir muitos FMEAs em processos que não sejam críticos consumirá muitos recursos, energia e tempo, podendo não trazer um retornos interessantes para empresa. Faça uma Matriz de Criticidades e divida os processos em três grupos: A, B e C. Onde: A são de maior criticidade e importância e C são de menor criticidade e importância. 

Para saber como fazer a Matriz de Criticidades, assista o vídeo abaixo:

2 – Compreender e aplicar os conceitos e definições fundamentais do FMEA

A análise de modos e efeitos das falhas (FMEA) é uma abordagem passo-a-passo para identificar todas as falhas possíveis em um projeto, um processo de fabricação ou montagem, ou um produto ou serviço. O FMEA deve ser aplicado em equipe e essa equipe deve ser composta por profissionais que compreendam a essência do FMEA e que conheçam profundamente o processo de produção. Esta atividade não deve ser realizada por pessoal que não tenha experiência no processo.