AMEF de Proceso: Metodología para la Prevención de Fallas en Manufactura

Introducción

El Análisis de Modo y Efecto de Falla (AMEF) de proceso es una técnica analítica utilizada por los equipos de ingeniería de manufactura para asegurar, en la medida de lo posible, que los modos de falla potenciales y sus causas o mecanismos hayan sido considerados y abordados. En su forma más rigurosa, un AMEF es un resumen de las experiencias del equipo de ingeniería, incluyendo un análisis de las características que pueden fallar, basado en la experiencia y en procesos similares anteriores. Este sistema proporciona y formaliza la disciplina mental que un ingeniero normalmente debe tener en cualquier proceso de planeación de manufactura.

Objetivos del AMEF Potencial de Proceso

  • Identificar modos de falla potenciales relacionados con el producto.
  • Evaluar los efectos potenciales de las fallas en los clientes.
  • Identificar las causas potenciales de los procesos de manufactura o ensamble e identificar variables del proceso para enfocar los controles en la reducción de la ocurrencia o la detección de las condiciones de la falla.
  • Desarrollar una lista de modos potenciales de falla para establecer un sistema preventivo de acciones correctivas.
  • Documentar los resultados de los procesos de manufactura o ensamble.

Definición de Cliente

El «cliente» en un AMEF potencial de proceso generalmente se considera el «usuario final». Sin embargo, el cliente también puede ser la siguiente operación en el proceso. Cuando se implementa completamente, la disciplina del AMEF requiere un AMEF de proceso para todos los procesos o partes nuevas, así como para procesos o partes de uso común en nuevas aplicaciones o entornos. Este proceso es iniciado por un ingeniero del departamento responsable de ingeniería de procesos.

Formación del Equipo

Durante el AMEF potencial de proceso inicial, el responsable de ingeniería debe asegurar la representación de todas las áreas involucradas directa y activamente. Estas áreas deben incluir, pero no limitarse a: diseño, ensamble, manufactura, materiales, calidad, servicio y proveedores, así como el área responsable del siguiente ensamble. El AMEF debe ser un catalizador para estimular el intercambio de ideas entre las funciones afectadas y promover el trabajo en equipo.

El AMEF de proceso es un documento vivo y debe iniciarse antes o en la etapa de factibilidad, antes de la herramentación para producción. Debe tomar en cuenta todas las operaciones de manufactura, desde los componentes individuales hasta el ensamble. Cada revisión y análisis de un proceso nuevo o revisado es promovido con anticipación, y el proceso concerniente debe ser resuelto o controlado durante las etapas del programa de planeación de la manufactura de un nuevo modelo o componente.

El AMEF de proceso asume que el producto, según su diseño, puede ser logrado conforme a las intenciones bajo las cuales fue diseñado. Las fallas potenciales que pueden ocurrir por una falla de diseño no necesitan ser incluidas en un AMEF de proceso, aunque pueden serlo. Su efecto e impacto son cubiertos por el AMEF de diseño.

El AMEF de proceso no realiza cambios al diseño del producto para superar errores en el proceso, pero toma en consideración las características del diseño del producto relativas al proceso de manufactura o ensamble planeado. Esto asegura, en la medida de lo posible, que el producto resultante satisfaga las necesidades y expectativas del cliente.

La disciplina de AMEF también puede asistir en el desarrollo de maquinaria o equipo nuevo. La metodología es la misma; la maquinaria o el equipo a diseñarse se considera el producto. Cuando se identifican los modos potenciales de falla, se puede iniciar una acción correctiva para eliminarlos o reducir continuamente su ocurrencia potencial.

Desarrollo de un AMEF de Proceso

Un AMEF de proceso debe comenzar con una carta de flujo de auditoría de riesgo (ver apéndice A) de los procesos generales. Esta carta de flujo debe identificar las características del producto/proceso asociadas con cada operación. Si está disponible, se debe incluir la identificación de algunos efectos del AMEF de diseño correspondiente. Una copia de la carta de flujo de auditoría de riesgo utilizada en la preparación del AMEF debe acompañar al AMEF.

Para facilitar la documentación del análisis de fallas potenciales y sus consecuencias, se ha desarrollado una forma AMEF de proceso (apéndice B). La aplicación de la forma se describe a continuación, con los puntos numerados de acuerdo con los números encerrados en un círculo en la forma. Un ejemplo de una forma llena se encuentra en el apéndice C.

Pasos para completar el formulario AMEF

  1. Número de AMEF: Número consecutivo del documento AMEF.
  2. Descripción: Nombre y número del sistema, subsistema o componente para cada proceso que se está analizando.
  3. Responsable del proceso: Departamento y grupo de la organización, incluyendo el nombre del proveedor si es conocido.
  4. Preparado por: Nombre, número de teléfono y compañía del ingeniero responsable de la preparación del AMEF.
  5. Año modelo / Vehículo(s): Año modelo y línea del vehículo que utilizará y/o será afectado por el diseño/proceso que se está analizando (si se conoce).
  6. Fecha de elaboración: Fecha inicial del AMEF (no debe exceder la fecha programada de inicio de producción).
  7. Fecha del AMEF: Fecha en que el AMEF original fue completado y la última fecha de revisión.
  8. Equipo de trabajo: Lista de los nombres de los responsables individuales y departamentales con autoridad para identificar y/o desarrollar tareas (incluir información de contacto en una lista de distribución).
  9. Requerimientos del proceso / Funciones: Descripción concisa del proceso u operación que se está analizando (ej: torneado, fresado, barrenado, soldado, ensamble). Si el proceso involucra varias operaciones con diferentes modos de falla potencial, es deseable listar las operaciones como procesos separados.
  10. Modo de falla potencial: Descripción de cómo el proceso puede potencialmente fallar en cumplir los requerimientos del proceso y/o la intención del diseño. Es la descripción de una no conformidad en una operación específica. Se debe asumir que la falla *puede* ocurrir, pero no necesariamente ocurrirá. Preguntas clave:
    • ¿Cuánto puede fallar el proceso/parte a las especificaciones requeridas?
    • ¿Qué deseos de las especificaciones de ingeniería el cliente (usuario final, siguientes operaciones o servicio) puede considerar objetable?
    Ejemplos de fallas (pero no limitados a):
    • Doblado
    • Sucio
    • Corto circuito
    • Daño de manejo
    • Desajustado
    • Fisurado
    • Polveado
    • Deformado
    • Circuito Abierto
  11. Efectos Potenciales de la Falla: Efectos del modo de falla en el cliente (siguiente operación, operaciones subsecuentes y/o el dueño del vehículo). Describir los efectos en términos de lo que el cliente experimenta. Ejemplos:
    • Usuario final: Ruido, Mala operación, Inoperante, Inestable, Operación intermitente, Apariencia pobre, Control del vehículo inconstante.
    • Siguientes operaciones: No acelera, No tiene forma, No se conecta, No monta, No ensambla, Daña el equipo, Arriesga al operador.
  12. Severidad: Evaluación de la seriedad del efecto del modo de falla potencial al cliente (escala del 1 al 10). La severidad solo aplica al efecto. Consultar con el AMEF de diseño, el ingeniero de diseño y/o los ingenieros de manufactura o ensamble, si es necesario.
  13. Clasificación: Clasificar cualquier proceso con característica especial (ej: crítica, clave, mayor, significante) para componentes, subsistemas o sistemas que puedan requerir controles adicionales del proceso. Notificar al ingeniero responsable del diseño.
  14. Causa(s) Potencial(es) / Mecanismo(s) de falla: Descripción de cómo puede ocurrir la falla, en términos de algo que puede ser corregido o controlado. Si una causa es exclusiva a un modo de falla, esta parte del proceso de AMEF está completa. Si no, considerar un diseño de experimentos para determinar las causas raíz. Ejemplos:
    • Torque inapropiado (arriba, abajo)
    • Soldadura inapropiada (corriente, tiempo, presión)
    • Tratamiento térmico inapropiado (tiempo, temperatura)
    • Lubricación inadecuada o sin lubricación
    • Errores específicos o malas funciones (ej: el operador falla al instalar el sello) – Evitar frases ambiguas.
  15. Ocurrencia (O): Qué tan frecuentemente se proyecta que la causa específica/mecanismo pueda ocurrir (escala del 1 al 10). Considerar solo las ocurrencias que resulten en el modo de falla. Usar datos estadísticos de procesos similares si están disponibles.
  16. Controles del Proceso Actuales: Descripciones de los controles que previenen el modo de falla o lo detectan si ocurre. Tipos de control:
    1. Prevención de la causa/mecanismo o modo de falla/efecto, o reducción de su rango de ocurrencia.
    2. Detección de la causa/mecanismo e implementación de acciones correctivas.
    3. Detección del modo de falla.
    Se recomienda usar controles del tipo (1) primero, luego (2) y por último (3).
  17. Detección (D): Evaluación de la probabilidad de que los controles actuales detecten un mecanismo/causa potencial o el modo de falla subsecuente (escala del 1 al 10). Asumir que la falla ha ocurrido. El muestreo basado en bases estadísticas es un control de detección válido.
  18. Número de Prioridad de Riesgo (NPR): Producto de los rankings de Severidad (S), Ocurrencia (O) y Detección (D). NPR = (S) x (O) x (D). Usar este valor para priorizar las acciones del proceso (ej: diagrama de Pareto). El NPR debe estar entre 1 y 1000. Prestar especial atención cuando la severidad es alta.
  19. Acciones recomendadas: Dirigir la acción correctiva primero a los rankings más altos y a las características críticas. Si las causas no son totalmente entendidas, considerar un diseño de experimentos estadístico (DOE). El objetivo es reducir los rankings de severidad, ocurrencia y/o detección. Si no se recomiendan acciones, indicar «NINGUNA». En casos de peligro para el personal, tomar acciones correctivas para prevenir el modo de falla o proteger al operador. Las acciones deben ser específicas y con beneficios cuantificables. Ejemplos de acciones:
    • Revisión al proceso y/o diseño para reducir la ocurrencia.
    • Revisión del diseño y/o proceso para reducir la severidad.
    • Revisión del diseño y/o proceso para incrementar la detección (generalmente costoso e inefectivo; enfatizar la prevención).
  20. Responsable y fecha objetivo de cierre (Para la Acción Recomendada): Nombre del responsable individual y la organización, y fecha objetivo de cierre.
  21. Acciones Tomadas: Descripción completa de la acción y fecha de efectividad.
  22. NPR Resultante: Después de las acciones correctivas, estimar y registrar los rankings resultantes de ocurrencia, severidad y detección. Calcular el NPR resultante. Si no se tomaron acciones, dejar en blanco. Revisar todos los NPR resultantes y repetir los pasos 19 a 22 si es necesario.

Seguimiento

El ingeniero del proceso es responsable de asegurar que las acciones recomendadas sean implementadas. El AMEF es un documento vivo y debe reflejar siempre el último nivel del diseño, así como las últimas acciones relevantes, incluyendo aquellas que han ocurrido después del inicio de producción.