Análise de Falha - Apostilas - Engenharia de Produção, Notas de estudo de Engenharia de Produção. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Salome_di_Bahia
Salome_di_Bahia4 de Março de 2013

Análise de Falha - Apostilas - Engenharia de Produção, Notas de estudo de Engenharia de Produção. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

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Apostilas de engenharia de produção sobre o estudo da análise da falha, conceitos fundamentais, topos de femea, beneficios, etapas para a aplicação.
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CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

DISCIPLINA: ENGENHARIA DA QUALIDADE

FEMEA – ANÁLISE DO TIPO E EFEITO DE FALHA

ENGENHARIA DA QUALIDADE

TRABALHO N1– EXPLANAÇÃO FMEA

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INTRODUÇÃO

A FERRAMENTA FMEA BUSCA EVITAR POR MEIO DE ANÁLISE DAS FALHAS POTENCIAIS E PROPOSTAS DE MELHORIA QUE OCORRAM NÃO CONFORMIDADES, SEJA NO PROJETO DO PRODUTO OU NO PROCESSO, ESTA FERRAMENTA TRABALHA NO SENTIDO DA PREVENÇÃO E BUSCA AUMENTAR A CONFIABILIDADE DO PROCESSO OU PROJETO.

Neste trabalho, nosso objetivo será demonstrar os tipos de FMEA, suas aplicações e sua forma de funcionamento e assim conhecer o valor e os benefícios dessa ferramenta.

Conceitos fundamentais

A metodologia de Análise do Tipo e Efeito de Falha, conhecida como FMEA (do inglês Failure Mode and Effect Analysis), é uma ferramenta que busca, em princípio, evitar, por meio da análise das falhas potenciais bem como as seqüentes propostas de ações de melhoria, que ocorram falhas no projeto do produto ou do processo.

Em função deste principio básico podemos afirmar que sua utilização, diminui as chances do produto ou processo falhar durante sua operação, ou seja, estamos em busca de aumentar a confiabilidade, que é a probabilidade de falha do produto/processo.

A dimensão da qualidade, da confiabilidade, tem se tornado cada vez mais importante para os consumidores, pois, a falha de um produto, mesmo que prontamente reparada pelo serviço de assistência técnica e totalmente coberta por termos de garantia, causa, no mínimo, uma insatisfação ao consumidor ao privá-lo do uso do produto por determinado tempo. Além disso, cada vez mais são lançados produtos em que determinados tipos de falhas podem ter conseqüências drásticas para o consumidor, tais como aviões e equipamentos hospitalares nos quais o mau funcionamento pode significar até mesmo um risco de vida ao usuário.

Apesar de ter sido desenvolvida com um enfoque no projeto de novos produtos e processos, a metodologia FMEA, pela sua grande utilidade, passou a ser aplicada de diversas maneiras. Assim, ela atualmente é utilizada para diminuir as falhas de produtos e processos existentes e para diminuir a probabilidade de falha em processos administrativos. Tem sido empregada também em aplicações específicas tais como análises de fontes de risco em engenharia de segurança e na indústria em geral.

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TIPOS DE FEMEA

Originalmente existem dois tipos básicos de FMEA, de projeto conhecido como Design FMEA ou DFMEA e de processo, também conhecido como Process FMEA ou PFMEA, no entanto existem os FMEA’s secundários que são os de Sistema e de Serviço.

FMEA de Projeto (DFMEA)

A DFMEA identifica os potenciais modos de falha promovendo ações investigativas e corretivas antes que a primeira produção ocorra. A primeira produção é vista como a que gera algum produto ou serviço ao consumidor com a intenção de ser pago (STAMATIS, 2003, p. 129).

Os principais objetivos do DFMEA são:

• Auxiliar na avaliação objetiva dos requisitos do projeto e das soluções alternativas.

• Considerar os requisitos de manufatura e montagem no projeto inicial.

• Aumentar a probabilidade de que os modos de falha potenciais e seus efeitos nos sistemas e na operação do veículo tenham sido considerados no processo de desenvolvimento/projeto.

• Proporcionar informações adicionais para ajudar no planeamento de programas de desenvolvimento e de ensaios de projeto eficientes e completos.

• Desenvolver uma lista de modos de falhas potenciais classificadas de acordo com os seus efeitos no cliente, estabelecendo assim um sistema de priorização para melhorias do projeto e ensaios de desenvolvimento.

• Proporcionar uma forma de documentação aberta para recomendar e rastrear ações de redução de risco.

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• Proporcionar referências para no futuro ajudar na análise de problemas de campo, na avaliação de alterações de projeto e no desenvolvimento de projetos avançados.

FMEA de Processo (PFMEA)

O FMEA de Processo, também denominado PFMEA, é ao lado do DFMEA um dos tipos primários de FMEA. Assim como o FMEA de Projeto, o FMEA de Processo deve ser executado antes de o primeiro ciclo de produção ocorrer. Esta definição de primeira execução é importante porque exclui testes e protótipos, e nesta fase mudanças no projeto não causam grande impacto (STAMATIS, 2003, p. 155).

A diferença entre o FMEA de Processo e o FMEA de Projeto está na origem da informação: enquanto o FMEA de Projeto utiliza uma lista estruturada de materiais, o FMEA de Processo utiliza diagramas de fluxo de processo como documento fonte (DAILEY, 2004, p. 7).

Os principais objetivos da PFMEA são:

• Identificar os modos de falhas potenciais do processo relacionadas ao produto.

• Avaliar os efeitos potenciais da falha no cliente.

• Identificar as causas potenciais de falhas do processo de manufatura ou montagem e as variáveis que deverão ser controladas para redução da ocorrência ou melhoria da eficácia da detecção das falhas.

• Classifica modos de falha potenciais, estabelecendo assim um sistema de priorização para a tomada das ações corretivas.

• Documentar os resultados do processo de manufatura ou montagem.

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Apesar dos modelos de DFMEA e PFMEA serem os mais utilizados essa ferramenta também pode ser aplicada em outras áreas, de acordo com STAMATIS (1995) o FMEA pode ser aplicado também em sistemas e em serviços.

FMEA de Sistema

O FMEA de Sistema é uma variação de DFMEA, e é utilizado para analisar sistemas no estágio inicial de concepção e projeto (STAMATIS, 2003, p. 40). Basicamente, ele é utilizado “durante o processo de engenharia do sistema, desenvolvimento do produto, pesquisa e desenvolvimento, ou uma combinação destes itens” (BLANCHARD 1986, apud STAMATIS, 2003, p. 107).

O ganho que se obtém do FMEA de sistema é demonstrar um balanço entre fatores operacionais e econômicos. Para alcançar este objetivo, o FMEA de Sistema deve basear seus requisitos em expectativas e necessidades sólidas dos clientes (STAMATIS, 2003, p. 108).

FMEA de Serviço

O FMEA de Serviço (Service FMEA) é uma variação do PFMEA, seu objetivo é identificar modos de falha potenciais e prover ações corretivas e investigativas antes do primeiro serviço. (STAMATIS, 2003, p. 185). As aplicações do FMEA de serviço são diversas, sendo que se pode destacar o caso de contratos de manutenção, instituições financeiras, escritórios de advocacia, organizações que lidam com questões de segurança, todos os contratos de engenharia, indústria do turismo, instituições educacionais e governamentais (STAMATIS, 2003, p. 185 - 187). É usado para analisar serviços antes que eles alcancem o cliente, ou seja, o FMEA de serviço enfoca os modos de falha (tarefas, erros, enganos) causados pelas deficiências do sistema ou processo.

BENEFICIOS DA UTILIZAÇÃO DO FMEA:

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Aplicação da FMEA

Aplica-se a análise FMEA nas seguintes situações:

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• Para diminuir a probabilidade da ocorrência de falhas em projetos de novos produtos ou processos;

• Na busca da redução da probabilidade de falhas potenciais (ou seja, que ainda não tenham corrido) em produtos/processos já em operação;

• Para aumentar a confiabilidade de produtos ou processos já em operação por meio da análise das falhas que já ocorreram;

• Para diminuir os riscos de erros e aumentar a qualidade em procedimentos administrativos.

Formulário FMEA

A base para a aplicação desta metodologia é o formulário FMEA (Anexo 1)

As definições de cada termo são apresentadas no Anexo 2

De acordo com as necessidades dos processos de uma empresa, o formulário FMEA pode ser flexibilizado, contendo mais informações ou sendo mais objetivo. O importante é utilizá-lo, pois toda a parte conceitual que se resume na metodologia do FMEA se resume no preenchimento deste formulário, e através dele, é possível realizar a análise das causas e efeitos das potenciais falhas de um sistema (processo ou projeto).

Funcionamento Básico

O princípio da metodologia é o mesmo independente do tipo de FMEA e a aplicação, ou seja, se é FMEA de produto, processo ou procedimento e se é aplicado para produtos/processos novos ou já em operação. A análise consiste basicamente na formação de 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 desta falha. Em seguida 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.

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O Anexo 2 ilustra o funcionamento da análise FMEA. Ela consiste de um formulário FMEA onde se pode observar a definição de cada coluna e, abaixo, um fluxograma que mostra a ordem de preenchimento do formulário baseada em perguntas que devem ser feitas pelo grupo em cada etapa. A discussão realizada pelo grupo segue a ordem do fluxograma, ou seja, o grupo segue respondendo cada uma destas perguntas e preenche as colunas do formulário com as respostas encontradas por meio de consenso. Deve-se ter em mente que a análise FMEA é muito mais do que apenas preencher um formulário, o seu verdadeiro valor está na discussão e reflexão dos membros do grupo sobre as falhas potenciais do produto/processo e as ações de melhoria propostas pelo grupo.

Para aplicar-se a análise FMEA em um determinado produto/processo, portanto, forma-se um grupo de trabalho que irá definir a função ou característica daquele produto/processo irá relacionar todos os tipos de falhas que possam ocorrer, descrever, para cada tipo de falha suas possíveis causas e efeitos, relacionar as medidas de detecção e prevenção de falhas que estão sendo, ou já foram tomadas, e, para cada causa de falha, atribuir índices para avaliar os riscos e, por meio destes riscos, discutir medidas de melhoria.

Etapas para a Aplicação

Planejamento

Esta fase é realizada pelo responsável pela aplicação da metodologia e compreende:

• descrição dos objetivos e abrangência da análise: em que se identifica qual(ais) produto(s)/processo(s) será(ão) analisado(s);

• formação dos grupos de trabalho: em que se definem os integrantes do grupo, que deve ser preferencialmente pequeno (entre 4 a 6 pessoas) e multidisciplinar (contando com pessoas de diversas áreas como qualidade, desenvolvimento e produção);

• planejamento das reuniões: as reuniões devem ser agendadas com antecedência e com o consentimento de todos os participantes para evitar paralizações;

• preparação da documentação (ver no Anexo 3 a documentação necessária).

Análise de Falhas em Potencial

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Esta fase é realizada pelo grupo de trabalho que discute e preenche o formulário FMEA, definindo:

• Função(ões) e característica(s) do produto/processo (coluna 1 do Anexo 2);

• Tipo(s) de falha(s) potencial(is) para cada função (coluna 2);

• Efeito(s) do tipo de falha (coluna 3);

• Causa(s) possível(eis) da falha (coluna 4);

• Controles atuais (coluna 5);

Avaliação dos Riscos

Nesta fase são definidos pelo grupo os índices de severidade (S), ocorrência (O) e detecção (D) para cada causa de falha, de acordo com critérios previamente definidos (tabelas abaixo indicam os critérios). Depois são calculados os coeficientes de prioridade de risco (R), por meio da multiplicação dos outros três índices.

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Melhoria

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Nesta fase o grupo, utilizando os conhecimentos e técnicas de geração de idéias, lista todas as ações que podem ser realizadas para diminuir os riscos. Estas medidas podem ser:

• 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;

Estas medidas são analisadas quanto a sua viabilidade, sendo então definidas as que serão implantadas. Uma forma de se fazer o controle do resultado destas medidas é pelo próprio formulário FMEA por meio de colunas onde ficam registradas as medidas recomendadas pelo grupo, nome do responsável e prazo, medidas que foram realmente tomadas e a nova avaliação dos riscos.

Continuidade

O formulário FMEA é um documento “vivo”, ou seja, uma vez realizada uma análise para um produto/processo qualquer, esta deve ser revisada sempre que ocorrerem alterações neste produto/processo específico. Além disso, mesmo que não haja alterações deve-se regularmente revisar a análise confrontando as falhas potenciais imaginadas pelo grupo com as que realmente vêm ocorrendo no dia-a-dia do processo e uso do produto, de forma a permitir a incorporação de falhas não previstas, bem como a reavaliação, com base em dados objetivos, das falhas já previstas pelo grupo.

Importância

A metodologia FMEA é importante porque pode proporcionar para a empresa:

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• É uma forma sistemática de se catalogar informações sobre as falhas dos produtos/processos;

• Proporciona melhor conhecimento dos problemas nos produtos/processos;

• Gera ações de melhoria no projeto do produto/processo, baseado em dados e devidamente monitorado (melhoria contínua);

• Ajuda na diminuição de custos por meio da prevenção de ocorrência de falhas;

• O benefício de incorporar dentro da organização a atitude de prevenção de falhas, a atitude de cooperação e trabalho em equipe e a preocupação com a satisfação dos clientes;

CONCLUSÃO

Apresentamos neste trabalho os tipos de FMEA, suas aplicações, modo de utilização e seus benefícios.

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Pudemos perceber que a ferramenta demonstrada é de grande valia, prevenindo possíveis falhas nas diversas etapas de manufatura e ainda, que ela mostra-se uma ferramenta viva e dinâmica, que se molda às diversas mudanças que podem ocorrer durante o tempo de vida de um produto, processo, sistema ou serviço em que ela é empregada, se tornando cada vez mais robusta e completa.

Aliada a ela, é possível fazer uso de outras ferramentas da qualidade, seja para alimentá-la ou para com base nos dados compilados nela escolher qual melhor ferramenta a ser utilizada no momento.

bIBLIOGRAFIA

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,

CLAUSING, D. (1994). Better decisions. In:Total quality development: a step-by-step guide to worldclass concurrent engineering. 2.ed., Nova Iorque, The American Society of Mechanical Engineers.

Quality Associates International http://www.quality-one.com/

Empresa KSR (http://www.ksr.com.br)

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ANEXOS

Anexo 1 – Formulário FMEA

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Anexo 2 – Definição dos termos e fluxograma de preenchimento do formulário FMEA

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Anexo 3 – Documentos necessários para análise FMEA

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