In 5 stappen naar een betere FMEA

De eerste FMEA werd al in de jaren ’40 in de vorige eeuw gemaakt. Het Amerikaanse leger wilde graag beter begrijpen wat het effect van materiaal-storingen zou zijn op de effectiviteit op het slagveld en op de veiligheid van de manschappen. Daarna is de methodiek overgenomen in de ruimtevaart, de luchtvaart en de automobielindustrie. Vandaag wordt FMEA toegepast in een grote verscheidenheid van industrieën. Je zou toch denken dat de methodiek inmiddels geen geheimen meer heeft voor de engineers die een FMEA moeten maken voor hun design of proces. Helaas, aan de meeste FMEA’s valt in de praktijk nog veel te verbeteren. Jammer van al de tijd die erin is gestoken en nog vervelender als de klant niet tevreden is over de FMEA. In dit artikel behandel ik 5 punten die eenvoudig zijn toe te passen en meteen leiden tot een betere FMEA.

1 De voorbereiding

Voor een betere FMEA is de voorbereiding echt het halve werk. Zonder een goede voorbereiding kan geen goede FMEA worden gemaakt. Het staat in alle FMEA-handboeken beschreven en ik kan vanuit de praktijk bevestigen dat dit zo is. Maar wat moet je dan minimaal voorbereiden voor een betere FMEA?

Wat heeft mijn klant nodig?

Voor het opstellen van een betere FMEA moet je als eerste weten wat de eisen en wensen van de klant zijn. Dit klinkt heel basaal, maar in de praktijk is dit vaak helemaal niet zo duidelijk. Schroom niet om met de afdeling verkoop te gaan praten en vergeet ook de mensen van de serviceafdeling niet. Zij kunnen je meer inzicht geven in wat werkelijk belangrijk is voor de klant. Nog mooier is het om met de klant zelf in gesprek te gaan. Wees niet verbaasd als hier minstens één verrassend punt uit naar voren komt! Zo werkt u vanaf het begin aan een betere FMEA met meer rendement. Door te praten met de klant en vooral veel open vragen te stellen kom je bovendien over als serieuze en deskundige ontwikkelingspartner.
De volgende stap is om de wensen en eisen van de klant te vertalen naar meetbare designparameters. Bijvoorbeeld voor een hand-grasmaaier: de klant eis is dat deze makkelijk is voort te duwen, de bijbehorende designparameter is “voortduwkracht < xx kN”.

Functie analyse

Vervolgens worden de functies voor elk onderdeel van het gekozen designconcept opgeschreven. Denk daarbij aan primaire functies (het primaire doel waarvoor dit onderdeel er in zit) maar ook aan zelfbeschermingsfuncties (de koeling van een motor) en ongewenste functies (lawaai). Om de lijst van functies zo compleet mogelijk te krijgen is het nuttig om een Blok-Boundary diagram, Interface-matrix of een Parameter-diagram op te stellen. Deze tools geven het team een ruimere kijk op het design en leveren altijd extra functies op waar anders niet aan zou zijn gedacht.  Dat helpt enorm mee om een betere FMEA te krijgen. Lees hierover ook het artikel “Functionele Analyse onder de aandacht”

Al deze informatie kan overzichtelijk worden weergegeven in een QFD (Quality Function Deployment) overzicht. Hierin kunnen ook de verbanden tussen de design parameters en de componentfuncties worden aangegeven.

De juiste focus

Omdat het niet haalbaar is om alle componentfuncties te analyseren moet een prioriteit worden vastgesteld.  Ook dit helpt voor een betere FMEA. Dit kan door het waarderen van de designparameters met een getal. Meestal wordt hier de schaal 1,3,9 voor gebruikt. Deze schaal kan ook worden toegepast op het verband tussen design parameter en component functie. Aan de hand van de scores van de verschillende component functies wordt nu duidelijk welke dienen te worden geanalyseerd in de FMEA.

Voor alle relevante designparameters en component-functies moet de specificatie worden vastgesteld en vervolgens de potentiële faalwijze; de Failure Effects en de Failure Modes. Deze kunnen we direct overnemen in de FMEA. Van de Failure Effects dient de Severity waardering met de klant te worden afgestemd of wanneer het een standaardproduct betreft met de marketing of sales afdeling.

Fouten analyse

Voor het opstellen van een PFMEA moet het (concept) design bekend zijn. Alle tekeningen en andere relevante documenten moeten beschikbaar zijn. Kritische maten en specificaties voor het design moeten zijn gemarkeerd. Met deze documentatie en de algemene kennis van het proces kan nu een selectie worden gemaakt van de meest belangrijke maten en specificaties. Hiervan worden de potentiële Failure Modes vastgesteld en ingevoerd in de FMEA.
De lijst van Failure Effects en de Severity waarderingen hiervan worden 1:1 overgenomen uit de DFMEA.

Voor een betere FMEA is het belangrijk dat er een standaard waarderingscatalogus aanwezig is in het bedrijf. Deze moet passend zijn bij de aard van de producten en mag worden aangevuld met eigen voorbeelden om de toepassing te vergemakkelijken. Ook is het voor een betere FMEA interessant om de klachten historie van vergelijkbare producten te inventariseren. Hiermee wordt informatie verzameld over de werkelijke Occurrence van bepaalde risico’s. Ook kunnen de relevante correctieve maatregelen die indertijd beschreven zijn om de klachten op te lossen meteen worden meegenomen in het nieuwe concept.

 

 

2 Het team

Een goed team is is de basis voor efficiënte  FMEA-sessies en een betere FMEA.

De kern

Allereerst zit natuurlijk de FMEA-eigenaar in het team. Voor een DFMEA is dat de verantwoordelijke design engineer en voor een PFMEA is dat de verantwoordelijke process engineer. Deze is eindverantwoordelijk voor het design/process, heeft de autorisatie om hierin zaken te wijzigen en zal worden aangesproken op het moment dat er problemen zijn. Het kernteam voor een DFMEA bestaat verder uit een of twee extra design engineers die specifieke kennis of ervaring inbrengen, een process engineer en een quality engineer. In principe moeten dit ervaren mensen zijn, maar het is zeker een goed idee om juist ook een persoon in het team te hebben die nog erg weinig ervaring heeft en daarmee nog een frisse blik op het geheel.

Ondersteuning met specialistische kennis

Naast het kernteam is er ook een supportteam. Hierin zitten mensen van andere afdelingen die slechts af en toe nodig zijn. Zij zitten dan ook niet bij alle sessies maar worden gericht af en toe uitgenodigd of zelfs uitsluitend buiten de sessies geconsulteerd. Dit kunnen bijvoorbeeld medewerkers zijn van de serviceafdeling, van een leverancier, van de onderhoudsdienst, etc. Bij een proces FMEA moet ook zeker de kennis van de operator worden meegenomen. Deze heeft immers een schat van informatie te bieden over de werkelijke prestaties van het proces.

Efficienter werken

Voor een goed verloop van de sessies is het van groot belang dat de teamleden werkelijk beschikbaar zijn en in staat worden gesteld om zonder interruptie deel te nemen. Kies hiervoor desnoods voor een vergaderruimte buiten de deur of in ieder geval ver genoeg van de dagelijkse hectiek verwijderd.

Om snel en efficiënt door de sessies heen te kunnen gaan is een FMEA-moderator onmisbaar. Dit kan iemand uit het eigen bedrijf zijn of iemand van buiten. De moderator dient niet inhoudelijk betrokken te zijn bij het project en moet deskundig zijn op de FMEA-methodiek. Ook moet deze ervaring hebben met het leiden van groepsprocessen. Een goede moderator verdient zich makkelijk terug doordat het team veel sneller in staat is om een goede FMEA neer te zetten.

 

 3 Valkuilen

Een veel gemaakte fout bij het opstellen van een FMEA is het verwisselen van Failure Effect, Mode en Cause. Dit is heel begrijpelijk want in het meest gebruikte FMEA template, dat van de AIAG, lijkt de volgorde van de kolommen hiervoor op het eerste gezicht niet heel erg logisch.

Alles op de juiste plaats

Bij het analyseren van een opgetreden fout (bijvoorbeeld een klacht) zijn we gewend om vanuit het opgetreden fouteffect door te vragen totdat we de foutoorzaak hebben gevonden:

Bij een FMEA werken we echter altijd vanuit de Failure Mode. Dit is de fout die op kan treden voor een functie van een product component (DFMEA) of voor een gewenste maat of specificatie op de tekening (PFMEA). Vervolgens gaan we na wat het gevolg zal zijn van deze fout (wat merkt de klant / gebruiker ervan?) en wat de oorzaak (of meerdere oorzaken) ervan zou kunnen zijn:

 

De AIAG heeft ervoor gekozen om deze laatste volgorde in het FMEA-format toe te passen. Dit format is wereldwijd het meest toegepast en ook veel zelfgemaakte formats zijn hiervan afgeleid. De Duitse automobielindustrie (VDA) heeft een eigen template ontwikkeld waarin de volgorde uit het bovenste plaatje wordt aangehouden. Beide formats zijn goed, welke je gebruikt hangt af van de voorkeur van je klant en van je eigen voorkeur.

Onderbouwing van de FMEA scores

Een betere FMEA betekent zeker ook een goede onderbouwing van de scores. Een fout die ik regelmatig tegenkom is het ontbreken van een kolom voor preventiemaatregelen. De risico’s die worden benoemd in de FMEA worden beoordeeld aan de hand van drie getallen, de Severity (ernst), de Occurrence (kans van optreden) en de Detection (kans op ontdekking). De Occurrence is lager naarmate de preventieve maatregelen die getroffen zijn sterker en effectiever zijn. Voor een laag Detection getal is een sterke detectie-maatregel nodig. Het is dus belangrijk deze twee soorten van maatregelen goed uit elkaar te houden om dat ze elk een effect hebben op een ander getal. Lees hiervoor ook het artikel “Appels en Peren vergelijken”.

Het Severity getal tot slot is verbonden met het Failure Effect. Het geeft de ernst aan van het optreden daarvan.

Realiseer je dat je als productontwikkelaar vaak zelf niet voldoende kennis hebt om dit getal vast te stellen. De klant gebruikt jouw product weer in zijn eigen systeem en weet wat het effect zal zijn hierin wanneer een bepaalde functie van jouw product faalt. Hij weet bijvoorbeeld of er bepaalde back-up voorzieningen of waarschuwingssystemen zijn ingebouwd die het effect minder ernstig maken en hoe het systeem precies zal reageren op de fout. De Severity waardering moet dan ook samen met de klant worden bepaald.
Wanneer je een standaardproduct ontwikkelt is het goed om de marketingafdeling hierbij te betrekken.

 

4 De juiste manier van risico waardering

Als alle risico’s zijn beoordeeld en de RPN-waarden zijn vastgesteld moet worden bepaald welke aanvullende maatregelen nodig zijn om het geheel van de risico’s tot een aanvaardbaar niveau terug te brengen. In het verleden werd door veel bedrijven gewerkt met een vaste RPN-grens. Alle RPN-scores die hier boven zaten moesten verplicht worden verlaagd met aanvullende preventieve of detectie acties. Deze methode wordt echter sterk afgeraden door zowel de AIAG als de VDA. De reden hiervoor is dat er een aantal belangrijke nadelen kleven aan het hanteren van een vaste RPN-grens.

Geen vaste grens

Ten eerste zal een FMEA-team met de grenswaarde in het hoofd bij de beoordeling van de risico’s geneigd zijn om de O- en D-getallen zodanig te kiezen dat men onder de grens blijft. Zo hoeft er geen actie te worden genomen. Het doel van de FMEA, namelijk om in kaart te brengen wat de risico’s van het ontwerp of het proces zijn, verandert hiermee in verstoppen van significante risico’s.

Ten tweede is deze methode dodelijk voor het voortdurend verbeteren van de kwaliteit. Immers, alles wat al onder de RPN-grens zit, daar hoeven we nooit meer naar te kijken. Op deze wijze wordt er alleen reactief verbeterd naar aanleiding van problemen.

 

Ten derde is er een toenemende aandacht bij veel klanten voor preventie. Dit wordt als veel effectiever beschouwd dan detectie. In plaats van de RPN-waarde ziet men liever een analyse van de de SxO waarde. Voor risico’s met een hoge SxO waarde waar geen verder haalbare mogelijkheden voor verbetering zijn wordt pas aandacht aan detectie mogelijkheden gegeven.

Tot slot kan het bij een objectieve beoordeling van de risico’s voorkomen dat 80% boven de grens zit, of dat slechts heel weinig risico’s boven de grens zitten. Hier kan moeilijk een realistisch verbeterprogramma op worden gemaakt binnen de beschikbare tijd en middelen.

Kortom, wanneer een vaste RPN-grens wordt gehanteerd zullen klanten en auditors die serieus naar de FMEA’s kijken vaak niet tevreden zijn en levert de investering van de FMEA voor het eigen bedrijf niet het gewenste rendement op. De eventuele problemen in het design of het proces worden onvoldoende erkend en aangepakt en daarmee verschoven naar de toekomst, wanneer ze veel meer schade zullen aanrichten. Wees dus niet bang voor hoge RPN’s. Door ze te benoemen en vervolgens te verlagen met goede maatregelen komt het team serieus en professioneel over en worden risico’s aangepakt voor ze de kans krijgen om tot hoge kosten en reputatie schade te leiden. Uw klant zal het waarderen!

 

5 Consistente informatie in alle documenten

Wanneer een klant in een van de eerste gesprekken met uw verkoop aangeeft dat een bepaald aspect heel erg belangrijk voor hem is dan ziet u graag dat deze informatie in alle fases van de product- en procesontwikkeling en later in de productiefase onder de aandacht blijft. Ook informatie uit het ontwikkelingstraject welke voor de productie van belang is mag niet verloren gaan. Hiervoor is het van belang dat alle documentatie die gerelateerd is aan het product consistente informatie bevat. Dit klinkt heel logisch maar is in de praktijk makkelijker gezegd dan gedaan.

 

 

Met de juiste link naar een betere FMEA

In de ideale situatie werkt u met een groot softwarepakket waarin u alle gegevens slechts een keer hoeft in te voeren en dan vervolgens de verschillende documenten kunt vullen vanuit de aldus gecreëerde databanken. Voor FMEA is een aantal uitstekende pakketten op de markt waarmee tevens enkele gerelateerde documenten kunnen worden gegenereerd. Goede voorbeelden hiervan zijn Scio Plato en Apis. In de meeste bedrijven is een dergelijke oplossing echter niet voorhanden. Om toch tot een goede documentflow te komen is het van belang het verband tussen de verschillende documenten te begrijpen, te beginnen met de FMEA’s. In het onderstaande plaatje is dit verband weergegeven:

 

Zoals te zien is worden de Failure Effect functies, fouten en de bijbehorende Severity waarden in de PFMEA één op één overgenomen uit de DFMEA. Het tekeningenpakket met alle bijbehorende documentatie waarmee het design volledig wordt gespecificeerd is de meeste belangrijke input voor de PFMEA. Immers, dit pakket beschrijft de opdracht aan productie. Dit is exact wat er moet worden geproduceerd. De meest relevantie functies en eigenschappen worden overgenomen in de PFMEA en geanalyseerd.

Het resultaat van de PFMEA is het Control Plan. Hiermee wordt het overzicht bedoeld waarin alle beheersmaatregelen zijn beschreven die moeten worden uitgevoerd tijdens de productie. Deze beheersmaatregelen zijn de detectie acties die in de PFMEA zijn beschreven en kunnen dus eenvoudig worden gekopieerd.

_________________________________

 

Met deze laatste van de vijf stappen bent u een stukje op weggekomen naar een betere FMEA. Wilt u hier ondersteuning bij of graag nog wat verder op weg gaan? Neem contact op en ik help u graag verder!

_________________________________

Gebruikte afkortingen