FMEA es el acrónimo en inglés de la técnica de Análisis de Modos de Falla y Efectos, el proceso de revisar subsistemas, componentes y ensamblajes para identificar posibles escenarios de falla en un sistema. Conocida originalmente como Failure Mode and Effects Analysis, la herramienta también permite buscar las causas y efectos de estos modos de falla.
Este enfoque ofrece un paradigma paso a paso para verificar posibles defectos en el diseño o en el proceso de ensamblaje de un producto o servicio. Los “modos de falla” son las formas en que algo puede salir mal. Esto incluye cualquier defecto actual o potencial, especialmente aquellos que afectan a los clientes.
El “análisis de efectos” es el estudio de las consecuencias de estas fallas. Los errores deben priorizarse de acuerdo con la gravedad de sus efectos, su frecuencia y lo fácil que es detectarlos.
Quien realiza la evaluación debe documentar el conocimiento actual y los proyectos en curso relacionados con fallas y riesgos identificados. Esto debe utilizarse en el proceso de mejora continua de la organización, ayudando en el control de calidad antes y después de la operación regular de un determinado proceso.
Beneficios del FMEA
El FMEA brinda diversos beneficios para las organizaciones que lo utilizan, tales como:
- Aumenta la confiabilidad y la seguridad de los productos y procesos. Al identificar las potenciales o reales fallas, el FMEA permite corregir o eliminar las causas de esas fallas, evitando que se repitan o se agraven.
- Reduce los costos y los desperdicios. El FMEA previene o minimiza los efectos de las fallas, reduciendo los costos y optimizando los recursos.
- Mejora la satisfacción de los clientes. El FMEA entrega productos y servicios de calidad y confianza, anticipando las necesidades y las expectativas de los clientes.
- Perfecciona la planificación y la gestión de riesgos. El FMEA analiza y prioriza las fallas, monitoreando y evaluando las acciones de mejora.
- Promueve la mejora continua. El FMEA documenta y registra las fallas, aprendiendo con los errores y aplicando las mejores prácticas.
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Tipos de FMEA
Debido a su flexibilidad, el Análisis de Modos de Falla y Efectos puede utilizarse en diversos contextos, resultando en diferentes tipos de FMEA. La técnica se puede clasificar de varias maneras, pero se suele dividir en tres grandes clases: DFMEA, PFMEA y SFMEA. A continuación, explicamos qué significa cada elemento de esta sopa de letras.
FMEA de Diseño (DFMEA)
El FMEA de Diseño (DFMEA) se realiza durante la fase de diseño del producto. El objetivo es mejorar el diseño de este producto mediante el descubrimiento de problemas potenciales.
Para verificar esto, se evalúan:
- Propiedades de los materiales utilizados: lubricación, viscosidad, elasticidad.
- Geometría del producto: dimensiones críticas, interferencias, ergonomía.
- Tolerancias: compatibilidad de ensamblaje, rendimiento funcional, durabilidad y vida útil.
- Ruido de ingeniería: fuentes de ruido, niveles de ruido, impacto en el rendimiento.
- Otros elementos: seguridad, fiabilidad y durabilidad, entre otros.
El DFMEA generalmente se aplica en las industrias automotriz y aeroespacial. En el caso de la automotriz, los fabricantes evalúan el diseño de un nuevo vehículo para encontrar puntos de falla potenciales dentro de componentes críticos. Para esto, generalmente verifican frenos, motor y transmisión.
En la industria aeroespacial, el FMEA de Diseño se utiliza para analizar el diseño de una aeronave con un enfoque especial en los puntos de falla relacionados con la seguridad y el rendimiento. El objetivo, por supuesto, es resolverlos durante la fase de diseño.
FMEA de Proceso (PFMEA)
El PFMEA debe aplicarse durante la fabricación o producción de un producto. Determina la búsqueda de fallas que permitan una mayor fiabilidad y seguridad de su fuerza laboral.
Para esto, necesita evaluar factores como errores humanos, métodos de análisis, materiales y máquinas utilizadas dentro de sus procesos. También se recomienda verificar sus métricas de seguimiento y explorar factores ambientales.
El PFMEA generalmente se utiliza en industrias donde la satisfacción del cliente es un factor crucial, como es el caso de la alimentaria. Las empresas de alimentos suelen utilizar esta metodología de proceso para encontrar modos de falla potenciales en su proceso de fabricación.
Estos elementos incluyen cosas como contaminación, manejo inadecuado o problemas en el embalaje. De esta manera, es posible identificar los efectos de estos errores en la calidad de los alimentos y la seguridad de los consumidores.
FMEA de Sistema (SFMEA)
Finalmente, tenemos el FMEA de Sistema, representado por el acrónimo SFMEA. Este es un análisis más generalizado de fallas sistemáticas. Podemos describirlo como un FMEA de Diseño pero para todo el sistema.
Esta técnica se aplica durante las fases de servicio o mantenimiento. Los pasos para aplicar el SFMEA son básicamente los mismos que los del DFMEA, incluyendo análisis de función, falla y riesgo.
Los principales sectores que utilizan el FMEA de sistema son:
- Industria de dispositivos médicos: los fabricantes de dispositivos médicos y hospitalarios utilizan el SFMEA para encontrar posibles modos de falla en la fabricación o en la operación de sus productos. El procedimiento incluye buscar calibraciones incorrectas y errores de instalación.
- Industria de telecomunicaciones: las empresas del sector de tecnologías de la comunicación buscan encontrar fallas en sus servicios. Esto incluye cosas como interrupciones de red, errores de facturación o quejas de clientes.
¿Para qué sirve el FMEA?
El FMEA es un método que nos hace pensar: “si se produce esa falla, ¿cuáles serán las consecuencias?” El objetivo es disminuir al máximo la posibilidad de que suceda la falla, removiendo lo que la provoca.
Esta herramienta sirve como un resumen de conocimiento, que permite crear un registro con base en experiencias pasadas con productos/procesos parecidos y utilizar esa información para mejoras futuras.
Usar el FMEA de forma consistente hace que se eviten las fallas y que el servicio se torne más confiable y seguro. Esto brinda más seguridad y satisfacción a los clientes. Además, tiene un impacto positivo en el retorno financiero de la empresa, porque reduce o elimina posibles fallas en los procesos productivos.
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Cómo aplicar el FMEA
Ahora que sabe qué es el FMEA y qué tipos existen, es hora de aprender cómo aplicar la técnica en su organización. Es fundamental que el análisis se realice en el orden correcto y paso a paso, ya que cada nuevo paso depende del resultado del anterior.
Paso 1: Planificación y Preparación
El estudio de FMEA comienza con una definición intencional y cuidadosa del alcance. El equipo de gestión es responsable de definir el objetivo del estudio.
Paso 2: Análisis de la Estructura
El análisis de la estructura se utiliza para identificar y separar el proceso en pasos secuenciales, interfaces y elementos logísticos. Utiliza los límites estipulados por la definición del alcance en el paso 1 para identificar cada paso, interfaz y elemento logístico del proceso que se va a estudiar.
El objetivo del análisis de estructura es facilitar una comprensión completa del proceso. Comience con el elemento central de su alcance, identifique el proceso del que forma parte y señale todos los elementos que tienen una relación directa con él.
Paso 3: Análisis de la Función
En la etapa de Análisis de la Función, debe explorar lo que el producto debería hacer, lo que el proceso general (y cada una de sus actividades) debería ejecutar y cómo se facilita esta funcionalidad. Utilizando el Análisis de la Estructura desarrollado en el paso 2, cada elemento se analiza por separado en términos de funciones y requisitos correspondientes.
Paso 4: Análisis de la Falla
En el paso 4, se utiliza el concepto de “cadena de fallas” para entender y visualizar las imperfecciones en el proceso. Esta cadena está compuesta por modo, efecto y causa de la falla.
- El modo de falla representa cualquier forma en que un elemento puede fallar al cumplir su función prevista.
- El efecto de la falla es la consecuencia de un modo de falla.
- La causa de la falla es una indicación de lo que puede hacer que ocurra un modo de falla.
En el análisis de fallas, identifica cómo los elementos detallados en el Análisis de la Estructura pueden presentar errores en la ejecución de las funciones previstas, que se documentan en el Análisis de la Función. Un modo de falla lleva a un efecto desencadenado por una causa de falla. La determinación de posibles causas es el elemento central de un FMEA.
Paso 5: Análisis de Riesgo
En el paso 5, debe evaluar la gravedad, la ocurrencia y la capacidad de detección de cada cadena de fallas. Con base en las evaluaciones, determine el nivel de prioridad de acción entre “alto, medio o bajo”.
Utilice como base las Tablas de Prioridades de Acción. Cabe señalar que estas tablas no establecen una “prioridad de riesgo”, sino un nivel de prioridad para la acción demandada. Con esto, se busca reducir el riesgo de falla en el funcionamiento.
Si el nivel evaluado es alto, se deben tomar medidas para mejorar los controles de prevención o detección. De lo contrario, al menos debe justificar lo que hace que los controles actuales sean adecuados.
Si el nivel es medio, se recomienda que se tomen medidas para mejorar los controles de prevención y/o detección. Si es bajo, se pueden tomar acciones para mejorar los controles de prevención o detección, pero no son obligatorias.
Paso 6: Optimización
El objetivo principal de la etapa de optimización es desarrollar acciones para reducir los riesgos y aumentar la satisfacción del cliente, mejorando sus procesos. La mayoría de las acciones probablemente implicarán la reducción de la probabilidad de ocurrencia de las causas de falla o la mejora de los controles de detección. Ambas alternativas llevan a un proceso más robusto.
Paso 7: Documentación de los Resultados
Los resultados de cada estudio de FMEA deben ser totalmente documentados. Un estudio de FMEA no se completará hasta que se finalice el Paso 7.
Ejemplo de FMEA
A seguir tenemos un paso a paso detallado de cómo realizar un FMEA. Vale la pena recordar que este es apenas un ejemplo simple y didáctico para facilitar el entendimiento.
1. Etapa del proceso
Vamos a considerar el proceso de prueba de un coche listo en una ensambladora de automóviles.
2. Modo de falla
En este ejemplo de FMEA, definimos dos modos de falla:
- El coche no frena
- El coche no da partida
3. Efecto de la falla
Entonces nos preguntamos: “Si ocurre esa falla, ¿qué es lo que podría suceder?”. Tenemos como efecto de las fallas:
- Accidente
- El consumidor quedaría imposibilitado de llegar a su destino
4. Severidad (S)
Siendo el accidente el peor escenario posible, clasificamos el valor de severidad como 10 y para el segundo efecto, no tan grave, clasificamos como 7.
5. Causas de la falla
“¿Qué es lo que podría causar esas fallas?”. Citamos dos causas probables para cada modo de falla:
- El sistema de frenos no está funcionando o el desplazamiento de las ruedas en la prueba.
- Problema en la batería o falta de combustible.
6. Probabilidad de ocurrencia
Como se trata de un coche nuevo y recién salido de la ensambladora, consideramos:
- Probabilidad de ocurrencia 7 (alta) para la probabilidad de el problema estar en el sistema de frenos y 2 (baja) para el problema estar en las ruedas.
- Probabilidad de ocurrencia 5 (moderada) para el problema estar en la batería y 3 (baja) para la falta de combustible.
7. Controles de proceso
Conforme mencionado anteriormente, los controles de proceso pueden impedir la causa o detectarla tras haber ocurrido. En ese caso, los indicativos que tenemos para problemas son:
- En el sistema de frenos serían los ruidos. Las pastillas de freno emiten diversos tipos de ruido y cada uno de ellos representa una falla diferente. Entre estos tenemos: squeal de alta y baja frecuencia, judder, groan, moan, rattle, clack, chirp y creak. Es decir, un sistema de frenos en pleno funcionamiento idealmente no presenta ruidos.
- Otro control sería el indicador de desgaste de neumáticos – TWI (Tread Wear Indicator) –, en el que se mide el espesor y profundidad de los surcos del neumático.
- El tablero del coche funciona como control para detectar tanto el problema en la batería como la falta de combustible.
8. Detección (D)
Cuanto menor es el valor de la detección, mayor es la posibilidad de detectarlo. Entonces clasificamos:
- El ruido de los frenos como 2 por ser extremadamente probable que se escuche y 3 para el indicador de desgaste de neumáticos.
- El problema en la batería como 1 y la falta de combustible como 4.
9. Número de Prioridad de Riesgo (NPR)
Por último, calculamos el NPR. Cuanto mayor es el valor del NPR, mayor es la prioridad de aquel ítem en el plan de acciones preventivas.
En este ejemplo, el mayor número fue el del primer modo de falla (el coche no frena), lo que quiere decir que su verificación debe ser la prioridad de mejora de la ensambladora.
Resultados del FMEA
Tras finalizar el FMEA, ¿qué se debe hacer con los resultados?
Esta última etapa es la más importante, y, en caso de que no sea ejecutada correctamente, todos los pasos anteriores serán irrelevantes para su producto o proceso.
Tras finalizar el FMEA, utilizamos los resultados para:
- Mitigar fallas de alto riesgo.
- Reducir la gravedad de las consecuencias y probabilidad de ocurrencias.
- Introducir controles para aumentar la detección de fallas.
- Elaborar planes de acción con fechas y responsables por implementar cada mejora.
- Reevaluar para garantizar que se alcancen los objetivos.
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Conclusión
La implementación de FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) es un paso fundamental para garantizar la calidad y la seguridad de productos y procesos en una organización. Al identificar y evaluar los modos de falla potenciales, así como sus causas y efectos, las empresas pueden actuar proactivamente para mitigar riesgos y aumentar la satisfacción de los clientes.
A través de sus diferentes aplicaciones, como DFMEA, PFMEA y SFMEA, la técnica proporciona un enfoque sistemático y detallado para el análisis de fallas en diversas fases del ciclo de vida del producto o servicio.
Así, el FMEA no solo ayuda a identificar problemas antes de que ocurran, sino que también proporciona una base sólida para la mejora continua, convirtiéndose en una herramienta indispensable para cualquier organización que busque la excelencia operativa.
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