Che cos’è la FMEA? (Analisi dei modi e degli effetti dei guasti)

Nell'era della fabbrica connessa, chiamata Industria 4.0, ci troviamo di fronte alla trasformazione delle nostre aziende da un mondo analogico e suddiviso a uno digitalmente connesso. Durante l’epoca analogica, l'identificazione dei potenziali problemi con un prodotto e il conseguente impatto era un processo manuale e senza una metodologia precisa. Inoltre, le informazioni su queste situazioni di guasto spesso non erano documentate o incorporate nelle nuove varianti del prodotto, portando a ulteriori fallimenti nella fase di test o a guasti durante l’uso. Questo approccio ha aumentato il time-to-market, ha generato costi di riprogettazione, o addirittura la sostituzione della garanzia o, in casi estremi, un'azione legale.

L'analisi dei modi di guasto, dei loro effetti e della loro criticità (FMEA - Failure Mode and Effect Analysis) è stata una vera evoluzione. FMEA è un metodo usato per identificare tutti i potenziali guasti o pericoli in un sistema e per valutare i loro effetti. Permette ai team di progettazione di introdurre controlli dei rischi per prevenire o mitigare il loro impatto.

L'approccio che ha prevalso per molto tempo si basava sul principio che le vecchie versioni del prodotto servivano come base di riferimento per le nuove varianti e che solo i team di progettazione e industrializzazione possedevano e conservavano le informazioni sui prodotti e sul loro processo di fabbricazione. Se questi dipendenti lasciavano l'azienda, le informazioni erano perse. Di conseguenza, i progetti difettosi potevano essere riprodotti, con costi significativi per l'azienda.

Utilizzando l’analisi FMEA, i team di progettazione possono identificare e analizzare i potenziali guasti del prodotto già nella fase di progettazione. Queste informazioni decisionali permetteranno loro di pianificare le azioni correttive o preventive più appropriate. Questa metodologia contribuisce al miglioramento continuo dei prodotti prima che siano fabbricati e resi disponibili sul mercato.

Vantaggi dell'analisi del modo e degli effetti dei guasti / FMEA

Questo approccio sistematico analizza un prodotto nella sua fase di progettazione e fabbricazione, ma anche durante il suo utilizzo da parte del cliente finale. Affrontando questi punti fin dall'inizio, la FMEA crea un'ampia infrastruttura di informazioni preziose per assicurare che i prodotti funzionino come previsto nelle condizioni del mondo reale.

L’analisi FMEA ha molti vantaggi:

• I punti critici del processo sono messi in evidenza.
• I produttori ottengono informazioni che permettono loro di adattare i processi futuri.
• L'evoluzione dei processi è controllata.
• Le correzioni precoci apportate dalla FMEA riducono il tempo di sviluppo e i costi inutili, migliorando la qualità del processo e del prodotto finale.

• Quanto è grave il guasto?
• Qual è la probabilità che il guasto si verifichi?
• Qual è la probabilità di rilevare il problema?

Moltiplicando questi 3 fattori i team di progettazione calcolano il Risk Priority Number (RPN). Questo dà loro una misura per identificare i guasti più impattanti, gravi e difficili da rilevare e correggerli prima che vadano in produzione.

Tipi di analisi dei modo e degli effetti del guasto

Se un prodotto è progettato per una certa tolleranza, ma non è fabbricato entro tale tolleranza, il tasso di guasto del prodotto aumenterà. Questo può avere molte conseguenze, come lo smontaggio dei prodotti per la riparazione, il danneggiamento del prodotto durante la riparazione e l'aumento del tempo e delle spese. La FMEA mira a ridurre questi rischi. La FMEA può essere classificata in diverse categorie tra cui la FMEA di prodotto (DFMEA - Design Failure Mode and Effect Analysis), cioè l'analisi dei modi di guasto e degli effetti legati alla progettazione di un prodotto e la FMEA di processo (PFMEA - Process Failure Mode and Effect Analysis) , l'analisi dei rischi potenziali legati a un processo di fabbricazione che porta a prodotti non conformi o impatti sulla produttività.

• La DFMEA viene utilizzata, tra l'altro, per identificare e affrontare i rischi molto critici a livello di progettazione al fine di migliorare la qualità e l'affidabilità del prodotto. In particolare, consiste nell'analizzare le varie funzioni previste dal prodotto per identificare quelle che potrebbero fallire. La PFMEA aiuta a evitare i costi associati alla correzione degli errori di progettazione quando la fase di produzione è già avviata, ma anche a formalizzare i processi che porteranno alla progettazione di prodotti di qualità.
  
  
• La PFMEA è usata per identificare e affrontare i rischi nei processi di produzione che possono portare a problemi di qualità e sicurezza. La FMEA di processo mira a garantire che non ci siano variazioni nei processi di produzione che potrebbero cambiare il prodotto e portare a un suo guasto. Durante la fase di produzione, i team possono valutare i processi di produzione, identificare i punti critici nel processo stabilito e lavorare su progetti per evitarli. Questo è fondamentale per la sicurezza dei prodotti, poiché i difetti nel processo di produzione portano a richiami e rischi per la sicurezza.

La FMEA di processo aiuta gli ingegneri a pensare a come risolvere potenziali problemi prima dell’inizio della fase di produzione. Possono rafforzare la fase di ispezione del processo, pianificare l'acquisto di nuove attrezzature per la produzione se necessario, sviluppare un piano di monitoraggio e/o stabilire programmi di manutenzione preventiva per le attrezzature critiche. Tutte queste azioni sono poi registrate nel piano di controllo del prodotto.

Analisi dei modi e degli effetti dei guasti nella rivoluzione industriale

La rivoluzione digitale industriale ha confermato la rilevanza del metodo FMEA. Anche se la produzione presenta sempre rischi e sfide, la FMEA ci permette di stabilire delle priorità e di affrontarli, al fine di migliorare i processi di produzione e fornire prodotti più sicuri e di qualità superiore.

Con strumenti PLM come Windchill, l'approccio FMEA si integra perfettamente con il concetto di thread digitale per fornire piani d'azione e di controllo per rimediare a potenziali debolezze di progettazione. Permette ai team a monte e a valle della catena del valore di capire i passaggi critici e i punti critici durante la fabbricazione di un prodotto.

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