1. Failure Mode and Effect Analysis
Peter Leenders
Leenders Consultancy
1
19-9-2011

2. Failure Mode and Effect Analysis
Risico analyse om te bepalen of er nog fouten in het ontwerp
van het product of proces zitten die kunnen resulteren in
klantontevredenheid.
Hiervoor worden alle mogelijke fouten geïnventariseerd en beoordeeld
met behulp van een score. Georganiseerd brainstormen.
Het gaat dus om klanttevredenheid
2
19-9-2011

3. Wat is een FMEA?
Failure Mode and Effect Analysis
Een systematische methode om:
1. Potentiële fouten van een product of proces te herkennen en
te beoordelen, alsmede het effect van die fouten te bepalen.
2. Acties te identificeren die de kans op optreden van de fout kunnen
reduceren of elimineren (oorzaakgericht; verbeteren van het ontwerp)
3. Het volledige product/proces te documenteren
4. Een krachtig hulpmiddel als leidraad voor ontwerpen
Een FMEA is aanvullend aan het proces van definiëren van het product
en/of het proces om de klant tevreden te stellen.
3
19-9-2011

4. Het primaire proces van klantenwens tot klantentevredenheid
Marketing Engineering Productie
Customer
Requirements Prototype
Product
Test Production
Design
Process and Product Validation
Process
leercyclus (triple loop)
Production
Design
Vrijgave
DFMEA
Quality
Vrijgave Cost
Normal
PFMEA Production Delivery
leveranciers
mensen Continuous
Improvement
middelen
4
19-9-2011

5. Type FMEA
Design FMEA
• Concept FMEA
• Product FMEA
Onderwerp: Functies
Proces FMEA
• Proces FMEA (productieproces)
• Equipment FMEA
• Logistieke FMEA
Onderwerp: Specificaties
Machine FMEA (voor het zekerstellen van reliability, maintainability en durability)
• Machine FMEA voor design van de machine
• Proces FMEA voor het bouwen van de machine
• Proces FMEA voor het installeren/inbedrijfstellen van de machine
5
19-9-2011

6. Failure Mode and Effect Analysis
Een FMEA is een gestructureerde werkwijze voor het in kaart brengen en beoordelen
van mogelijke fouten, oorzaken en gevolgen. Kwantificering en prioritering met behulp
van de scores en het Risico Prioriteits Getal (RPG).
Opbouw van het FMEA formulier
0. functies van product of proces
1. Mogelijke fout
2. mogelijk gevolg van de fout
3. mogelijk oorzaak van de fout
4. effectiviteit van (systematische) controle maatregelen; preventief en correctief
gevolg score
5. kwantificering van risico's realisatie score Risico Prioriteits Getal
non-detectie score
6. geplande acties
7. inschatting nieuwe situatie m.b.v. RPG
6
19-9-2011

7. 7
19-9-2011

8. QFD-matrix voor DFMEA
Functies
tie 1
tie 1
tie 1
tie 1
Fu n c
Fu n c
Fu n c
Fu n c
Klanten Klantenwensen
Klant 1 Klantenwens 1 x x
Klantenwens 2 x
Klantenwens 3 x
Klant 2 Klantenwens 4 x x x
Klantenwens 5 x x
Componenten
x x x Component 1
x Component 2
x x x Component 3
x Component 4
8
19-9-2011

9. QFD-matrix voor PFMEA
Gespecificeerde eigenschappen
. 1
. 2
. 3
. 4
Spec
Spec
Spec
Spec
Klanten Klantenwensen
Klant 1 Klantenwens 1 x x
Klantenwens 2 x x
Klantenwens 3 x
Klant 2 Klantenwens 4 x x
Klantenwens 5 x x
Processtappen
x x Processtap 1
x x Processtap 2
x x x Processtap 3
x x Processtap 4
9
19-9-2011

10. Failure Mode and Effect Analysis
Product FMEA Proces FMEA Scores
Functies Functies van het product Functie van het proces NVT
zoals vastgelegd in het
ontwerp
Fout In termen van het niet of In termen van het niet Wordt niet gescoord. Dit
niet volledig voldoen aan realiseren van de is de verbinding tussen
de functie specificaties oorzaak en gevolg
Gevolg In termen van de In termen van de De ernst die de fout tot
klantenwensen klantenwensen gevolg kan hebben voor
de klant
Oorzaak In termen van het niet In termen van de De kans van optreden
goed specificeren van onvolkomenheden in het van de oorzaak waardoor
componenten vervaardigingproces het fout optreedt,
ondanks de preventieve
controle maatregelen.
Controle Preventief: Preventief: Instructies, De kans dat de oorzaak
Berekeningen, regelsysteem, etc van de fout niet wordt
maatregel experimenten, etc Detectie: In termen van opgemerkt
Detectie: In termen van het systeem van
de testen tijdens de procesbeheersing
10
ontwerpfase 19-9-2011

11. Failure Mode and Effect Analysis
Voorbeelden Product FMEA
Autoband Fietsstuur Perforator
Functies Grip op de weg Sturen
Opvangen deel gewicht
bovenlichaam
Tekortkoming Onvoldoende grip op de Niet meer kunnen sturen
weg (stuurpen gebroken)
Gevolg Uit de bocht vliegen; Fietser valt in de greppel;
veiligheid veiligheid
Oorzaak Dimensies van het profiel Breuksterkte van de
niet goed gespecificeerd stuurpen te laag
gespecificeerd
Controle Preventief: Gebruiksdata Preventief: Berekeningen
Detectie: Sliptesten Detectie: Breuksterkte
maatregel proef
11
19-9-2011

12. Machine Failure Mode and Effect Analysis
MFMEA voor design Proces FMEA voor machines
(bouwen en installeren)
Functies Functies van de machine zoals Functie van het proces
vastgelegd in het ontwerp; wat moet de
machine doen in de operationele fase.
Fout In termen van het niet of niet volledig In termen van het niet realiseren van de
voldoen aan de functie specificaties
Gevolg In termen van de klantenwensen ; wat is In termen van de klantenwensen
de invloed op het systeem/operators
waarin de machine functioneert?
Oorzaak In termen van items die kunnen worden In termen van de onvolkomenheden in het
hersteld of voorkomen. Bijv. vervuiling, vervaardigingproces
slijtage, corrosie, smering, etc.
Controle Preventief: meet- en regelsystemen om Preventief: Instructies, regelsysteem, etc
de oorzaak voorkomen of tijdig te Detectie: In termen van het systeem van
maatregel signaleren procesbeheersing
Detectie: Activiteiten die routinematig
worden uitgevoerd om oorzaak/fout
mechanisme te ontdekken. Bijv.
onderhoud en inspectie.
12
19-9-2011

13. Fietsstuur
Sturen Niet meer Fietser Stuurpen: -Breuk- Breuksterkte 9 2 3 54
kunnen valt; - Breuk- sterkte test
sturen lichame- sterkte te berekenin-
lijk letsel laag gen
gespecifi- -bench-
ceerd marking
-- eindige
elementen
methode
Moeilijk Fietser Stuurstang: - geen Fietstest Elasticiteits
kunnen kan zich - Elastici- door 10 5 6 300 onderzoek 10 2 6 120
sturen niet meer teitsindex ‘coureurs’
concentre te laag Review
ren op gespecifi- fietstest 10 2 3 60
verkeer; ceerd rand-
levensbe voorwaarden
dreigende
situaties.
Bescher- Geen Roesten; - Laagdikte - Ervarings Saltspray 7 3 4 84
ming bescherm levens- te dun gegevens test
bieden ing meer. duur gespecifi-
tegen ceerd
weers- Niet meer - Hardheid
invloeden mooi; te laag - Ervarings
gegevens Saltspray 8 4 2 64
ontevreden gespecifi- test
klant ceerd
13
19-9-2011

14. Scores
14
19-9-2011

15. Toekennen scores
Het scoringsproces heeft nog wel wat aandacht nodig, om te voorkomen dat de grootste
mond de belangrijkste scores bepaald (olifant en krokodil syndroom).
Hieronder zijn drie werkwijzen weergegeven
methode 1 methode 2 methode 3
individueel scores toekennen individueel scores toekennen groeps bespreking
scores verzamelen terugkoppeling groepsconcensus
gemiddelde score bepalen van de verdeling van scores scoretoewijzing
bespreken uitschieters
toewijzen score
15
19-9-2011

16. Gevolg score (klantenwens vervullen)
De ernst van het gevolg wordt gekwantificeerd in een gevolgscore, op een
schaal van 1 tot 10.
Globaal is de schaalverdeling als volgt
1 falen wordt niet opgemerkt, geen nadelige gevolgen
(2), 3 licht ongemak
(4), 5, (6) kan nadelige gevolgen hebben
(7), 8 primaire functie kan niet vervuld worden
9 gevaar voor klant bij toepassen; lichamelijk letsel
10 gevaar voor klant bij toepassen; levensbedreigende situatie
Een meer gedetailleerde omschrijving is opgesteld aan het eind van de presentatie
16
19-9-2011

17. Realisatie score (oorzaak en controle maatregel preventief)
Evenals het gevolg wordt de realisatiekans gekwantificeerd in een score op een schaal
van 1 tot 10.
In de realisatiescore worden de oorzaken en de controle maatregelen, preventief,
beoordeeld
Globaal is de schaalverdeling als volgt
1 komt nooit voor
(2),3 zeer incidenteel
(4), 5 incidenteel
(6), 7 soms
8 het gaat nogal eens mis
9 het gaat vaak verkeerd
10 soms gaat het goed
17
19-9-2011

18. Detectie score (controle maatregel detectie)
De schaalverdeling van de non-detectie is ook weer van 1 tot 10, waarbij uiteraard de
meest slechte situatie weer door de waarde 10 wordt weergegeven. De non-
detectiescore is eigenlijk de doorslipkans. Dus de kans dat de oorzaak van de fout niet
wordt gedetecteerd
Globaal is de schaalverdeling als volgt
1, (2) fout wordt zeker gedetecteerd
3, (4) fout wordt waarschijnlijk wel opgemerkt
5, (6) er bestaat een redelijke kans op ontdekking
7, (8) er is een lage kans op ontdekking
9 de fout blijft waarschijnlijk onopgemerkt
10 de fout wordt zeker niet opgemerkt
18
19-9-2011

19. Risico Prioriteits Getal
Het totale risico, dat een fout met een bepaald gevolg zal optreden met een bepaalde
waarschijnlijkheid wordt uiteindelijk weergegeven in het Risico Prioriteits Getal (RPG)
(Risk Priority Number, RPN)
gevolg score
*
Risico Prioriteits Getal = realisatie score
(RPG)
*
detectie score
19
19-9-2011

20. Verschillende situaties RPG
Dezelfde waarde van het Risico Prioriteits Getal kan voortkomen uit verschillende
configuraties van de andere scores, waardoor eenzelfde waarde van RPG op
verschillende wijzen geinterpreteerd moet worden.
Gevolg Optreden Non-detectie
Ernstige en frequent voorkomende problemen.
Zijn meestal wel bekend en er wordt aan
9 9 2 gewerkt
Niet-ernstige problemen die vaak voorkomen.
Meestel is daar nauwelijks gestructureerde
2 9 9 aandacht voor. De klant ervaart het als een
steeds terugkerende ergernis
Ernstige, zelden voorkomende rampen. Dit zijn
9 2 9 de situaties waar grote aandacht aan moet
worden besteed.
20
19-9-2011

21. Acties ondernemen
Op basis van welke waarden acties moeten worden ondernomen is een kwestie van
afspreken. Soms zijn deze grenzen vastgelegd in ondernemingsdocumenten, in
sommige ketens zijn ze zelfs uniform vastgelegd.
Bijvoorbeeld
Directe actie als: ernst ≥ 9 en/of RPG hoog (nader te bepalen)
Doelstelling : alle RPG ≤ 100
21
19-9-2011

22. Acties ondernemen, volgorde
Als er actie moet worden ondernomen, is het verstandig om dat in een bepaalde
volgorde te doen. Bijvoorbeeld het verlagen van de non-detectiescore kan door extra
keuringen in te voeren, maar dat zijn niet-waarde-toevoegende activiteiten en dus alleen
maar kosten.
Reduceer de ERNST eerst meestal door produktwijziging
Reduceer daarna het OPTREDEN door proces- of produktwijziging
Reduceer pas daarna de NON-DETECTIE door controle toevoeging
22
19-9-2011

23. Het primaire proces van klantenwens tot klantentevredenheid
Marketing Engineering Productie
Collect & Translate
Customer
Requirements
s
ctie
n
Fu
Klanten‐
wensen
Componenten
Vrijgave
Klanten-
Process and Product Validation
e
wensen
n
erd
pe
fi ce
ap
Product
sch
eci
en
sp
eig
Ge
Design Klanten‐
wensen
Proces‐
stappen
Productvrijgave
-Prototype
-Tekeningen
-DFMEA Process Normal
Design Production
e
en
erd
pp
fi ce
cha
eci
Procesvrijgave
ens
sp
eig
Ge
Klanten‐
wensen
-Procesmap
Proces‐ Procesvrijgave -Control Plan
stappen
-Procesmap -PFMEA
-Control Plan
Purchasing -PFMEA
Processdesign
by supplier

24. FMEA team
Het opstellen van een FMEA is bij uitstek een activiteit voor een multidisciplinair team,
waardoor verschillende kennis en ervaring vanuit de organisatie naar een punt wordt
gedirigeerd.
Het is goed om in het team een ‘wilde gans’ te hebben en ervoor te zorgen dat iemand
het proces in de gaten houdt.
+ ontwikkeling produkt
+ ontwikkeling proces
+ manufacturing engineer
FMEA team + operator(s)
+ kwaliteitsdienst
+ FMEA facilitator
• voldoende variëteit in achtergrond en vaardigheid
• voor ieder herkenbare inbreng en erkenning
• iemand die op het teamgedrag let
• verslaglegging (kort, gericht op acties)
24
19-9-2011

25. FMEA team, richtlijnen
Het opstellen van een FMEA is bij uitstek een activiteit voor een multidisciplinair team,
waardoor verschillende kennis en ervaring vanuit de organisatie naar een punt wordt
gedirigeerd.
Design FMEA:
Verantwoordelijke design engineer is eigenaar.
Deelnemers (denk aan de keten):
-Marketing/Sales, Design Engineering, Proces Engineering
Proces FMEA
Verantwoordelijke proces engineer is eigenaar.
Deelnemers (denk aan de keten):
- Design Engineering, Proces Engineering, Maintenance, Productie (engineering en
operators)
25
19-9-2011

26. Perforator
Case voor DFMEA en PFMEA
26
19-9-2011

27. De perforator
27
19-9-2011

28. Perforator; opdracht DFMEA
Je moet een perforator ontwerpen voor de thuismarkt.
Wie zijn de klanten en wat willen deze klanten (klantenwensen)?
Welke functies moet de perforator kunnen vervullen?
Uit welke componenten bestaat de perforator?
1. Stel de QFD op.
2. Stel de DFMEA op
3. Scores toekennen
4. Definieer verbeteracties voor de risico’s; hoge RPG’s
Componenten:
handgreep, montage, grondplaat, deksel, geleider, drukstang, nippel en veertjes
28
19-9-2011

29. Perforator; opdracht PFMEA
Je moet een vrijgegeven perforator (Design) gaan produceren.
Wie zijn de klanten en wat willen deze klanten (klantenwensen)?
Welke specificaties zijn essentieel voor het goed functioneren?
Welke processtappen zijn noodzakelijk?
1. Stel de QFD op.
2. Stel de PFMEA op
3. Scores toekennen
4. Definieer verbeteracties voor de risico’s; hoge RPG’s
Processtappen:
Zagen, slijpen, harden, oppervlaktebehandeling, assembleren en inpakken
29
19-9-2011