Università degli Studi di Ferrara Facoltà di Scienze MM.FF.NN.

1. Università degli Studi di Ferrara Facoltà di Scienze MM.FF.NN. CdL in Tecnologie Fisiche Innovative Sistemi di Qualità, collaudi e controlli Prof. Eliana Grossi Prof. Renato Barbieri FMEA: un metodo di controllo

2. FMEA: significato e applicazione FMEA è un metodo di lavoro proposto da FORD ai suoi fornitori. L’acronimo sta per Failure Mode & Effects Analysis. Failure è un sostantivo di natura generale (dal verbo to fail), ad indicare qualsiasi tipo di fallimento, non riuscita, mancanza, blocco, guasto, errore di funzionamento, etc. Qui di seguito si parlerà genericamente di guasto. A seconda del campo applicativo si parla di: Concept FMEA: progettazione di massima di un nuovo dispositivo Design FMEA: progettazione prima del rilascio in produzione Machinery FMEA: progettazione per piccoli volumi Process FMEA: approntamento parti e montaggio I concetti generali presentati sono validi per tutte le applicazioni, anche se le tabelle riportate si riferiscono a una Machinery FMEA. Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

3. FMEA: quali obiettivi Gli obiettivi, a cui un fornitore pensa adottando la FMEA per un prodotto, dovrebbero essere: la sicurezza nell’utilizzo la sua affidabilità (disponibilità) la sua robustezza (durata) la riduzione dei rischi di ritardo nella consegna (prevenzione) la riduzione dei costi globali Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

4. FMEA: come si fa I passi da eseguire sono: identificare tutti i potenziali guasti identificare gli effetti indesiderati che possono presentarsi stabilire la gravità di ogni effetto in ordine di gravità, ipotizzare le cause identificare i possibili controlli (progetto o utilizzo) che contrastano il presentarsi del guasto studiare le azioni utili a prevenire un guasto, a mitigarne gli effetti o la frequenza, a consentire una diagnosi precoce della sua occorrenza pianificare le azioni individuate e monitorare la loro realizzazione La FMEA prevede l’utilizzo di una modulistica standard, ove tutti i campi sono rigorosamente predefiniti. Enfatizza, nella redazione, l’uso di espressioni semplici e non ambigue o generiche (concetto verb/noun). Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

5. FMEA: i guasti Un guasto consiste in non disponibilità (totale o parziale) del dispositivo riduzione delle sue prestazioni incapacità di fornire le qualità a specifica Per progetto in corso di affinamento (analisi precoce), si può lavorare per funzione: non si attiva quando sono presenti le condizioni previste per operare non si disattiva al momento previsto opera in modo intermittente le sue prestazioni si deteriorano Per progetto già dettagliato, si può lavorare per componente che può: rompersi deformarsi corrodersi etc. Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

6. FMEA: dati generali e identificazione oggetto Una grande attenzione è riservata alle responsabilità dell’analisi e alle sue date (redazione e soprattutto successive revisioni). L’identificazione dell’oggetto dell’analisi deve comprendere: quali sono le prestazioni teoriche (progettuali) previste per l’oggetto quali sono le condizioni ambientali previste per il suo funzionamento quali sono le modalità operative previste per il suo utilizzo quali servizi di manutenzione o regolazione vanno effettuati Si insiste sulla introduzione di parametri numerici misurabili per fornire le informazioni qui indicate. Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

7. FMEA: gli effetti Un guasto può avere come effetto un fermo macchina la necessità di messa a punto da parte di uno specialista condizioni di stallo che richiedono un intervento umano tempi di ciclo più elevati di quelli nominali ripartenze difficoltose dopo ferie, week end, cambio turno produzione difettosa consumo eccessivo di utensili Per ogni effetto va indicata la gravità (severity), espressa in scala 1 – 10, secondo la seguente priorità: sicurezza dell’operatore (o contravvenzione a leggi e regolamenti) fermo macchina oppure (a pari livello) scarsa qualità del prodotto Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

8. FMEA: Severity Evaluation Criteria Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

9. FMEA: le cause Gli effetti vanno ordinati in base alla loro gravità, quindi per ognuno si deve identificare la causa, che può riguardare la fragilità del progetto (per esempio l’uso di materiale non adatto) le condizioni operative che si possono correggere e controllare (per esempio una carenza di lubrificazione) Per causa, si intende la causa diretta. Strumenti come il Diagramma Causa – Effetto aiutano ad individuare poi le cause prime. Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

10. FMEA: la probabilità dell’occorrenza Per ogni effetto si deve indicare la probabilità della sua occorrenza. Tale probabilità è normalmente espressa tramite uno dei due indici di difettosità: Failure Rate MTBF Per Failure Rate si intende il rapporto tra il numero di cicli produttivi con problemi e il numero complessivo di cicli. MTBF è l’acronimo per Mean Time Between Failure. Per ogni effetto va indicata la probabilità di occorrenza (occurrence), espressa in scala 1 – 10. Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

11. FMEA: Occurrence Evaluation Criteria Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

12. FMEA: i controlli Per ogni effetto si può indicare un controllo, da eseguire sul Progetto oppure sul Processo, per prevenire l’occorrenza ridurre la frequenza raccogliere informazioni per determinare cause e intraprendere azioni riuscire a capire il momento dell’occorrenza (diagnostica) Esempi di controlli sul Progetto sono: studio dei margini di sicurezza studio delle tolleranze derating (minore sfruttamento delle potenzialità) Esempi di controlli sul Processo sono: misurazione dei parametri di lavoro (temperatura, pressione, etc.) utilizzo di proximity sensor manutenzione programmata (preventiva e predittiva) Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

13. FMEA: i controlli (continua) Il Controllo di Processo non deve supplire alle fragilità del Progetto. Il Progetto dovrebbe essere così robusto da minimizzare i costi dei Controlli. Anche una Diagnostica eccellente non riduce la criticità del Progetto. Per ogni controllo deve essere valutata la capacità di diagnosticare(detection) il presentarsi dell’effetto indesiderato, espressa in scala 1 – 10. Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

14. FMEA: Detection Evaluation Criteria Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

15. FMEA: Risk Priority Number (RPN) RPN (Numero per la Priorità del Rischio) è un indice dell’ordine che va seguito, nel determinare quali azioni intraprendere, per eliminare o limitare i rischi di guasto. RPN si calcola come prodotto di S(everity) x O(ccurence) x D(etection). Valori più elevati di RPN indicano gli effetti sui quali intervenire prima. Mentre un controllo è un’operazione che va ripetuta sempre durante il processo, un’azione è un intervento singolo, che va pianificato con delle esplicite responsabilità e con data prevista per il suo completamento. Il documento FMEA richiede che, a fronte di ogni azionepianificata, ci sia il riscontro di quale azione sia stata effettivamente compiuta e della data di completamento. A seguito di un’azione deve essere ricalcolato RPN, che ci si attende inferiore a quello precedente. Corso Sistemi di Qualità, collaudi e controlli – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE