Repblica Bolivariana de Venezuela.Ministerio del Poder Popular para la Defensa.Universidad Nacional Experimental Politcnica de las Fuerzas Armadas.(UNEFA)Carpano - Edo. Sucre.

Autor: Sergio A. Mata D

Carpano, Julio de 2013

ANLISIS DE MODOS Y EFECTOS DE FALLAS (AMEF)

El anlisis de modos y efectos de fallas es una tcnica de prevencin, utilizada para detectar por anticipado los potenciales modos de fallas de un proceso o diseo de un producto, con el propsito de establecer los controles adecuados que eviten la ocurrencia de defectos.

Objetivos del AMEF

Algunos de los objetivos principales del anlisis de modos y efectos de fallas, son los siguientes:

Reconocer y evaluar los modos de fallas potenciales y las causas asociadas con el diseo y manufactura de un producto. Determinar los efectos de las fallas potenciales en el desempeo del sistema. Identificar las acciones que podrn eliminar o reducir la oportunidad de que ocurra la falla potencial. Analizar la confiabilidad del sistema. Documentar el proceso.

Resea histrica

La disciplina del AMEF fue desarrollada en el ejrcito de los Estados Unidos por los ingenieros de la National Agency of Space and Aeronautical (NASA), yera conocido como el procedimiento militar MIL-P-1629, titulado "Procedimiento para la ejecucin de un Modo de Falla, Efectos y Anlisis de criticabilidad" y elaborado el 9 de noviembre de 1949; este era empleado como una tcnica para evaluar la confiabilidad y para determinar los efectos de las fallas de losequipos ysistemas, en el xito de la misin y la seguridad del personal o de los equipos. En 1988 laOrganizacin Internacional para la Estandarizacin (ISO), public la serie de normas ISO 9000 para la gestin y el aseguramiento de la calidad; los requerimientos de esta serie llevaron a muchas organizaciones a desarrollar sistemas de gestin de calidadenfocados hacia las necesidades, requerimientos y expectativas del cliente, entre estos surgi en el rea automotriz el QS 9000, ste fue desarrollado por la Chrysler Corporation, la Ford Motor Company y la General Motors Corporation en un esfuerzo paraestandarizar los sistemas de calidad de los proveedores; de acuerdo con las normas del QS 9000 los proveedores automotrices deben emplear Planeacin de la Calidad del Producto Avanzada (APQP), la cual necesariamente debe incluir AMEF de diseo y de proceso, as como tambin un plan de control.

Posteriormente, en febrero de 1993 el grupo de accin automotriz industrial (AIAG) y la Sociedad Americana para el Control de Calidad (ASQC) registraron las normas AMEF para suimplementacin en la industria, estas normas sonel equivalente al procedimiento tcnico de la Sociedadde Ingenieros Automotrices SAE J - 1739.

Los estndares son presentados en el manual de AMEF aprobado y sustentado por la Chrysler, la Ford y la General Motors; este manual proporciona lineamientos generales para la preparacin yejecucin del AMEF.

Actualmente, el AMEF se ha popularizado en todas las empresas automotrices americanas y ha empezado a ser utilizado en diversas reas deuna gran variedad deempresas a nivel mundial.

Caractersticas principales del AMEF

A continuacin se citan una serie de caractersticas que ayudan a comprender la naturaleza de las herramientas, ellas son: Carcter preventivo, debido a que al anticiparse a la ocurrencia de fallas en los productos/servicios o en los procesos permite actuar con carcter preventivo ante los posibles problemas que pudiesen presentarse. Sistematizacin, ya que el enfoque estructurado que se sigue para la realizacin de un anlisis de modos y efectos de fallas asegura, prcticamente, que todas las posibilidades de fallos han sido consideradas. Participacin, la realizacin de un anlisis de modos y efectos de fallas es un trabajo en equipo, que requiere la puesta en prctica de los conocimientos de todas las reas afectadas.

Beneficios del AMEF

La eliminacin de los modos de fallas potenciales tiene beneficios tanto a corto como largo plazo. A corto plazo, representa ahorros de los costos de reparaciones, las pruebas repetitivas y el tiempo de parada. El beneficio a largo plazo es mucho ms difcil medir puesto que se relaciona con la satisfaccin del cliente con el producto y con su percepcin de la calidad; esta percepcin afecta las futuras compras de los productos y es decisiva para crear una buena imagen de los mismos.

Por otro lado, el AMEF apoya y refuerza el proceso de diseo ya que:

Ayuda en la seleccin de alternativas durante el diseo. Incrementa la probabilidad de que los modos de fallas potenciales y sus efectos sobre la operacin del sistema sean considerados durante el diseo. Proporciona informacin adicional para ayudar en la planeacin de programas de pruebas concienzudas y eficientes. Desarrolla una lista de modos de fallas potenciales, clasificados conforme a su probable efecto sobre el cliente. Proporciona un formato documentado abierto para recomendar acciones que reduzcan el riesgo para hacer el seguimiento de ellas. Detecta fallas en donde son necesarias caractersticas de autocorreccin o de leve proteccin Identifica los modos de fallas conocidos y potenciales que de otra manera podran pasar desapercibidos. Detecta fallas primarias, pero a menudo mnimas, que pueden causar ciertas fallas secundarias. Proporciona un punto de visto fresco en la comprensin de las funciones de un sistema.

Tipos de AMEF

Existen dos tipos de AMEF, los cuales son:

AMEF de diseo. AMEF de proceso.

AMEF de Diseo: se utiliza para analizar componentes de diseos. Se enfoca hacia los Modos de Falla asociados con la funcionalidad de un componente, causados por el diseo.

AMEF de Proceso: se utiliza para analizar los procesos de manufactura y ensamble. Se enfoca a la incapacidad para producir el requerimiento que se pretende, un defecto. Los Modos de Falla pueden derivar de causas identificadas en el AMEF de Diseo. En general, los dos tipos de AMEF deben ser utilizados, en secuencia lgica, durante el proceso global de planificacin.

Una vez realizado el AMEF de producto/servicio, este pondr de manifiesto el impacto que puede tener el proceso en la ocurrencia de fallos en aquel. Esto ser el punto de partida para el anlisis del proceso mediante un nuevo AMEF del proceso productivo o de prestacin. El proceso de realizacin es idntico para los dos tipos mencionados.

Cundo iniciar un AMEF?

Al disear los sistemas, productos y procesos nuevos. Al cambiar los diseos o procesos existentes o que sern usados en aplicaciones o ambientes nuevos. Despus de completar la Solucin de Problemas (con el fin de evitar la incidencia de los mismos). El AMEF de sistema, despus de que las funciones del sistema se definen, aunque sea antes de seleccionar el hardware especfico. El AMEF de diseo, despus de que las funciones del producto son definidas, aunque sea antes de que el diseo sea aprobado y entregado para su manufactura. El AMEF de proceso, cuando los dibujos preliminares del producto y sus especificaciones estn disponibles.

Procedimiento para elaboracin (AMEF)

En el diagrama de flujo que se presenta a continuacin, se muestra paso a paso el procedimiento para la elaboracin de un anlisis de modos y efectos de fallas.

Paso 1: Seleccin del Grupo de Trabajo.

El grupo de trabajo deber estar conformado por personas que dispongan de amplia experiencia y conocimientos del producto/servicio del proceso del AMEF.

Se designar un coordinador para el grupo que, adems de encargarse de la organizacin de las reuniones, domine la tcnica del AMEF y, por tanto, sea capaz de guiar al equipo en su realizacin.

Paso 2: Establecer el Tipo de AMEF a Realizar, su Objeto y Lmites.

Se definir de forma precisa el producto o parte del producto, el servicio o el proceso objeto de estudio, delimitando claramente el campo de aplicacin del AMEF.

El objeto de estudio no deber ser excesivamente amplio, recomendado su subdivisin y la realizacin de varios AMEF en caso contrario.

Para el cumplimiento de este paso se requiere un conocimiento bsico, comn a todos los integrantes del grupo, del objeto de estudio. En el caso de un AMEF de proceso, se recomienda la construccin de un diagrama de flujo que clarifique el mismo para todos los participantes.

Determinar el proceso o producto a analizar.

AMEF de Diseo: Enumerar que es lo que se espera del diseo del producto, que es lo que quiere y necesita el cliente, y cules son los requerimientos de produccin. As mismo listar el flujo que seguir el producto a disear, comenzando desde el abastecimiento de materia prima, el(los) proceso(s) de produccin hasta la utilizacin del producto por el usuario final. Determinar las reas que sean ms sensibles a posibles fallas. AMEF de Procesos: Listar el flujo del proceso que se est desarrollando, comenzando desde el abastecimiento de la materia prima, el proceso de transformacin hasta la entrega al cliente. Determinar las reas que sean ms sensibles a posibles fallas. En el caso de empresas de servicios no hay materias primas, para estos casos se toman en cuenta las entradas del proceso.En este punto es importante:

Desarrollar lista de Entradas, Salidas y Caractersticas / artculos - diagrama de bloque de referencia, QFD. Evaluar entradas y caractersticas de la funcin requerida para producir la salida. Evaluar Interfaz entre las funciones para verificar que todos los Posibles Efectos sean analizados. Asumir que las partes se manufacturan de acuerdo con la intencin del diseo.

Paso 3: Aclarar las Prestaciones o Funciones del Producto o del Proceso Analizado.

Es necesario un conocimiento exacto y completo de las funciones del objeto de estudio para identificar los modos de fallo potenciales, o bien tener una experiencia previa de productos o procesos semejantes.

Se expresarn todas y cada una de forma clara y concisa y por escrito.

Paso 4: Determinacin de los Modos Potenciales de Fallos.

Para cada funcin definida, se debe identificar todos los posibles modos de fallo. Modo de fallo es la forma en que podra presentarse una falla o defecto. Para determinarlas nos cuestionamos De qu forma podra fallar la parte o proceso?

Esta identificacin es un paso crtico y por ello se deben utilizar todos los datos que puedan ayudar en la tarea; por ejemplo:

AMEF anteriormente realizados para productos/servicios o procesos similares. Estudios de fiabilidad. Datos y anlisis sobre reclamaciones de clientes tanto internos como externos. Los conocimientos de los expertos mediante la realizacin de tormentas de ideas o procesos lgicos de deduccin.

En cualquier caso, se tendr en cuenta que el uso del producto o proceso, a menudo, no es el especificado (uso previsto = uso real), y se identificarn tambin los modos de fallo consecuencia del uso indebido.

Paso 5: Determinar los Efectos Potenciales de Fallo.

Para cada modo potencial de fallo se identificarn todas las posibles consecuencias que stos pueden implicar para el cliente, refirindose por cliente tanto al cliente externo como al interno. Cada modo potencial de fallo puede tener varios efectos potenciales.

Paso 6: Determinar las Causas Potenciales de Fallo.

Para cada modo de fallo se identificarn todas las posibles causas ya sean estas directas o indirectas.

Para el desarrollo de este paso es recomendable la utilizacin de los diagramas causa-efecto, diagramas de relaciones o cualquier otra herramienta de anlisis de relaciones de causalidad.Las causas son fuentes de Variabilidad asociada con variables de Entrada Claves.

Causas relacionadas con el diseo (caractersticas de la parte) -Seleccin de Material.-Tolerancias / valores objetivo.-Configuracin.-Componente de Modos de Falla a nivel de Componente.

Causas que no pueden ser Entradas de Diseo, tales como: -Ambiente, Vibracin, Aspecto Trmico.

Mecanismos de Falla.-Rendimiento, Fatiga, Corrosin, Desgaste.

Paso 7: Identificar los Sistemas de Control Actuales.

En este paso se buscarn los controles diseados para prevenir las posibles causas de fallo, tanto directos como los indirectos, o bien para detectar el modo de fallo resultante.

Esta informacin se obtiene del anlisis de sistemas y procesos de control de productos/servicios, similares al objeto de estudio.

Clculos. Anlisis de elementos limitados. Revisiones de Diseo. Prototipo de Prueba. Prueba Acelerada.

Primera Lnea de Defensa Evitar o eliminar causas de falla. Segunda Lnea de Defensa Identificar o Detectar fallaanticipadamente. Tercera Lnea de Defensa Reducir Impactos/Consecuencias de Falla.

Paso 8: Determinar los ndices de Evaluacin para cada Modo de Fallo.

Existen tres ndices de evaluacin:

ndice de Severidad. ndice de Ocurrencia. ndice de Deteccin.

ndice de Severidad (S): para estimar el grado de severidad, se debe tomar en cuenta el efecto de la falla en el cliente. Se utiliza una escala del 1 al 10, donde 1 indica una consecuencia sin efecto y el 10 indica una consecuencia grave.

Cada una de las causas potenciales correspondientes a un mismo efecto se evala con el mismo ndice de severidad. En el caso en que una misma causa pueda contribuir a varios efectos distintos del mismo modo de fallo, se le asignar el ndice de severidad mayor.

ndice de Ocurrencia (O): evala la probabilidad de que se produzca el modo de fallo por cada una de las causas potenciales en una escala del 1 al 10 en base a una tabla de ocurrencia. Para su evaluacin, se tendrn en cuenta todos los controles actuales utilizados para prevenir que se produzca la causa potencial de fallo.

ndice de Deteccin (D): evala, para cada causa, la probabilidad de detectar dicha causa y el modo de fallo resultante antes de llegar al cliente en una escala del 1 al 10 en base a una tabla de deteccin.

Para determinar el ndice D se supondr que la causa de fallo ha ocurrido y se evaluar la capacidad de los controles actuales para detectar la misma o el modo de fallo resultante.Los tres ndices anteriormente mencionados son independientes y para garantizar la homogeneidad de su evaluacin, stas sern realizadas por el mismo grupo de anlisis.

Paso 9: Calcular para cada Modo de Fallo Potencial los Nmeros de Prioridad de Riesgo (NPR)

El nmero de prioridad de riesgo es un valor que establece una jerarquizacin de los problemas a travs de la multiplicacin del grado de severidad, ocurrencia y deteccin, este provee la prioridad con la que debe de atacarse cada modo de falla, identificando tems crticos.

NPR = S * O * DPrioridad de riesgo: 500 1000 Indica alto riesgo de falla125 499 Riesgo de fallo medio.1 124 Riesgo de fallo bajo. 0 No existe riesgo de fallo.

Se deben atacar los problemas con NPR alto, as como tambin con aquellos que tengan un alto grado de ocurrencia no importando si el NPR es alto o bajo.

Paso 10: Proponer Acciones de Mejora.

1. Cuando se obtengan nmeros de prioridad de riesgo elevados, debern establecerse acciones de mejora para reducirlos. Se fijarn, as mismo, los responsables y la fecha lmite para la implantacin de dichas acciones. Se pueden recomendar acciones encaminadas hacia:

Eliminar o disminuir la Ocurrencia de la causa del modo de falla. (modificaciones al diseo o al proceso, Implementacin de mtodos estadsticos, ajuste a herramental, entre otros) Reducir la Severidad del modo de falla. (Modificaciones en el diseo del producto o proceso). Incrementar la probabilidad de Deteccin. (Modificaciones en el diseo del producto o proceso para ayudar a la deteccin).

Con carcter general, se seguir el principio de prevencin para eliminar las causas de los fallos en su origen (Acciones Correctivas). En su defecto, se propondrn medidas tendentes a reducir la gravedad del efecto (Acciones Contingentes).

Finalmente, se registrarn las medidas efectivamente introducidas y la fecha en que se hayan adoptado.

Paso 11: Revisar el AMEF

El AMEF se revisar peridicamente, en la fecha que se haya establecido previamente, evaluando nuevamente los ndices de severidad, ocurrencia y deteccin y recalculando los nmeros de prioridad de riesgo (NPR), para determinar la eficacia de las acciones de mejora.