DIOGO ALMEIDA
DESCRIÇÃO DA IMPLEMENTAÇÃO DA FERRAMENTA FMEA NO PROCESSO DE MONTAGEM DO EIXO TRASEIRO DE UM VEÍCULO
EM UMA INDÚSTRIA AUTOMOBILÍSTICA
Trabalho de Graduação apresentado ao Conselho de Curso de Graduação em Engenharia de Produção Mecânica da Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, como parte dos
requisitos para obtenção do diploma de Graduação em Engenharia de Produção Mecânica.
Orientadores: Prof. Dr. Messias Borges Silva
Guaratinguetá 2008
A447d
Almeida, Diogo
Descrição da implementação da ferramenta FMEA no processo de montagem do eixo traseiro de um veículo em uma indústria automobilística / Diogo Almeida. - Guaratinguetá: [s.n.], 2008
87 f.: il.
Bibliografia: f. 81-83
Trabalho de Graduação em Produção Mecânica – Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2008
Orientador: Prof. Dr. Messias Borges Silva
1. Controle de qualidade I. Título
DEDICATÓRIA
de modo especial, à minha família, que sempre me proporcionou todas as condições para que eu pudesse alcançar meus objetivos, me motivando e dando energia para que eu nunca desista.
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar, agradeço a Deus, que me concedeu uma família e amigos que sempre me apoiaram quando precisei, e também saúde física e mental para que eu pudesse sempre ter condições de lutar pelos meus sonhos,
ao meu orientador, Prof. Dr. Messias Borges Silva que esteve sempre disposto a me ajudar com seu enorme conhecimento e assim me direcionar para a correta elaboração do trabalho,
aos meus pais Gerson e Celina, que sempre me apoiaram nos estudos e foram a fonte de energia para eu chegar até aqui,
aos meus companheiros de trabalho, Cynara e Décio, que me deram a motivação suficiente para eu realizar o presente trabalho e estiveram sempre presentes e interessados em me ajudar quando necessário,
à todas as pessoas que estiveram envolvidas na implementação e suporte de tal ferramenta, Jefferson, Sérgio, Bergmans, Luciano, Paulo, Júnior, Davi, eles colaboraram de uma forma extraordinária para a estruturação do trabalho.
EPÍGRAFE
“No meio da dificuldade encontra-se a oportunidade”
ALMEIDA, D. Descrição da implementação da ferramenta FMEA no processo de
montagem do eixo traseiro de um veículo em uma indústria automobilística. 2008.
82f. Trabalho de Graduação (Engenharia de Produção Mecânica) – Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2008.
RESUMO
Para enfrentar a alta competitividade presente entre as organizações, as empresas devem se preocupar em atender seus clientes fornecendo produtos com qualidade. Este trabalho teve por objetivo descrever como um defeito detectado no processo produtivo de uma indústria automobilística foi tratado e eliminado. A ferramenta utilizada para controlar tal modo de falha foi o FMEA, assim foi descrito como tal ferramenta foi utilizada, desde o planejamento inicial, passando pelo mapeamento do processo, até a determinação de ações que foram implementadas gerando melhorias no que diz respeito à ocorrência dos falhas. Ao final do trabalho foi possível concluir que a utilização correta dessa ferramenta é uma forma eficaz para obter resultados no que diz respeitos às métricas de qualidade e também na otimização do trabalho.
ALMEIDA, D. Implementation description of the FMEA tool in the assembly process
of a vehicle rear axis in an automobile industry. 2008. 82f. Trabalho de Graduação
(Engenharia de Produção Mecânica) – Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2008.
ABSTRACT
To face the high competitiveness present among the organizations, the companies must be worried in taking care of its customers, supplying products with quality. This paper aims to achieve a description in how a detected defect in the manufacturer process of an automobile industry was treated and eliminated. The tool that was used to control the failure mode was the FMEA, thus was described as such tool was used, since the initial planning, passing for the process mapping, until the determination of actions that had been implemented, generating improvements in the fails occurrence. At the end of the research, it was possible to conclude that the correct use of these tools is an effective way to obtain results regarding the quality metrics and also the job optimization.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Seqüência de implementação do FMEA ... 21
FIGURA 2 – Custos para atingir as metas de Qualidade ... 28
FIGURA 3 – Estrutura da aplicação da prática preventiva ... 34
FIGURA 4 – Times multidisciplinares na implementação de um PFMEA ... 35
FIGURA 5 – Modelo de relatório de PFMEA ... 37
FIGURA 6 – Cabeçalho do relatório de PFMEA ... 38
FIGURA 7 – Exemplo de preenchimento da Função do Processo/Requisitos ... 39
FIGURA 8 – Modos de falhas potenciais... 41
FIGURA 9 – Efeito(s) potencial(is) da falha ... 42
FIGURA 10 – Causas e mecanismos potenciais da falha ... 45
FIGURA 11 – Controles de prevenção e detecção ... 48
FIGURA 12 – Resumo dos índices que impactam o RPN ... 50
FIGURA 13 – Relações entre as colunas do Relatório de PFMEA ... 51
FIGURA 14 – Ações recomendadas ... 53
FIGURA 15 – Corpo do Relatório de FMEA ... 54
FIGURA 16 – Impacto do ruído na métrica de qualidade ... 60
FIGURA 17 – Membros de Time para a implementação do PFMEA ... 62
FIGURA 18 – Diagrama de fluxo do processo ... 63
FIGURA 19 – Eixo traseiro montado... 64
FIGURA 20 – Encaixe do rolamento no tambor de freio ... 64
FIGURA 21 – Conjunto rolamento e tambor de freio ... 65
FIGURA 22 – Bancada para embuchamento do eixo traseiro ... 65
FIGURA 23 – Acoplamento da bucha e visão da mesma acoplada ... 66
FIGURA 24 – Fluxo do processo para as etapas 5 a 11 ... 67
FIGURA 25 – Processo de montagem do espelho ... 67
FIGURA 26 – Montagem do tambor ... 68
FIGURA 28 – Pinos suporte acoplados pela Manutenção ... 76 FIGURA 29 – Novos resultados da métrica de qualidade ... 77
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – Critério para determinação da severidade do efeito da falha ... 43 TABELA 2 – Índices de ocorrência ... 46 TABELA 3 – Índices de detecção ... 49
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas AIAG - Automotive Industry Action group
ANFIA - Associazione Nazionale Fra Industrie Automobilistiche ASQC - American Society for Quality Control
CCFA - Comité des Constructeurs Français d’Automobiles CEP - Controle Estatístico do Processo
DFMEA - Design Failure Mode and Effect Analysis
DRL - Direct Run Loss
DRR - Direct Run Rate
EV - Estação e Verificação
FIEV - French Automotive Industries Association FMEA - Failure Mode and Effect Analysis
GCA - Global Customer Auit
GMC - General Motors Company
ISO - International Organization for Standardization PFMEA - Process Failure Mode and Effect Analysis
RPN - Risk Priority Number
SAE - Society of Automotive Engineers SGQ - Sistema de Gestão da Qualidade
SMMT - Society of Motor Manufacturers and Traders
TS - Technical Specification
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 15 1.1 OBJETIVO ... 18 1.2 JUSTIFICATIVA ... 18 1.3 MÉTODO ... 19 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO ... 20 2 REVISÃO DA LITERATURA ... 21
2.1 NOÇÕES PRELIMINARES SOBRE A ANÁLISE DO MODO E EFEITO DE FALHAS ... 21
2.1.1 Introdução sobre o FMEA... 21
2.1.2 Histórico do FMEA ... 22
2.1.3 A importância do FMEA ... 24
2.2 FUNDAMENTAÇÃO E OBJETIVOS DA METODOLOGIA FMEA ... 26
2.2.1 FMEA ... 26 2.2.2 Tipos de FMEA... 28 2.2.2.1 FMEA de Projeto... 28 2.2.2.2 FMEA de Processo ... 30 2.3 IMPLEMENTAÇÃO DO FMEA... 31 2.3.1 PFMEA ... 31
2.3.2 Por que se implementar um PFMEA? ... 32
2.3.3 Etapas de implementação de um PFMEA ... 34
2.3.3.1 Definição do Cliente... 34
2.3.3.2 Definição dos times multidisciplinares ... 34
2.3.3.3 Desenvolvimento de um PFMEA... 36
2.3.3.4 Cabeçalho do Relatório ... 38
2.3.3.5 Função do Processo / Requisitos ... 39
2.3.3.6 Modo de Falha Potencial ... 40
2.3.3.7 Efeito(s) Potencial(is) da Falha ... 42
2.3.3.8 Severidade (S) ... 42
2.3.3.9 Classificação... 43
2.3.3.10 Causa(s) e Mecanismo(s) Potencial(is) da Falha ... 44
2.3.3.11 Ocorrência (O)... 45
2.3.3.12 Controles Atuais do Processo (Prevenção e Detecção)... 47
2.3.3.13 Detecção (D)... 48 2.3.3.14 RPN ... 50 2.3.3.15 Ações recomendadas ... 51 2.3.3.16 Responsável e Prazo ... 53 2.3.3.17 Ações tomadas... 53 2.3.3.18 Resultados da ação ... 53
3 DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE IMPLEMENTAÇÃO ...56
3.1 ESTAÇÕES DE VERIFICAÇÃO DA QUALIDADE ... 56
3.1.1 Estação de Verificação da Qualidade de Ruídos ... 57
3.1.2 Detecção do ruído ... 57
3.1.3 Impacto da ocorrência da ruído... 58
3.1.3.1 Impacto da ocorrência do ruído nas métricas da qualidade... 58
3.2 IMPLEMENTAÇÃO DO PFMEA ... 60
3.2.1 A Área de Montagem do Eixo Traseiro... 61
3.2.2 Determinação da Equipe e do Cliente ... 61
3.2.3 Diagrama de Fluxo do Processo ... 62
3.2.3.1 O Processo de Montagem do Eixo Traseiro ... 64
3.2.4 Elaboração do Relatório de PFMEA ... 69
3.2.4.1 Função do processo de montagem do eixo traseiro... 70
3.2.4.2 Montagem do rolamento no tambor ... 70
3.2.4.3 Engraxamento do eixo... 71
3.2.4.4 Montagem do espelho do eixo... 72
3.2.4.5 Sequenciamento do eixo... 73
3.2.4.6 Embuchamento do eixo ... 74
3.2.4.7 Ações recomendadas para o embuchamento do eixo traseiro... 75
3.2.5 Resultados Obtidos ... 76
3.2.6 Comentários gerais sobre o processo de implementação... 78
4 CONCLUSÃO... 80
REFERÊNCIAS ... 81
1 INTRODUÇÃO
Um dos principais fatores que determinam a necessidade de adaptação dentro das organizações é a competitividade existente entre as mesmas, resultante do sistema econômico globalizado, dos avanços tecnológicos e de uma maior exigência por parte dos consumidores. Empresas que não procuram se adaptar a estas constantes mudanças no cenário econômico moderno dificilmente sobreviverão por muito tempo.
Tal cenário acaba provocando intensas transformações nos sistemas produtivos das organizações, levando-as a reexaminar suas estratégias de gerenciamento de materiais, sistemas e métodos de produção (BORNIA, 2002). Outros aspectos que devem ser considerados quando nos referimos à adaptação das organizações às constantes mudanças no mundo econômico são as necessidades de desenvolvimento de novos produtos ou até alterações nos produtos já existentes, melhorias no atendimento ao cliente, definições de novas ações referentes à divulgação do produto ou serviço e um dos pontos mais importantes que é a necessidade de ter sempre um produto ou serviço com qualidade, para que os clientes da organização estejam sempre satisfeitos e mantenham-se sempre fiéis à mesma.
Dentro deste contexto de Qualidade existem ações que vêm sendo tomadas pelas organizações para que as mesmas mantenham seus produtos e processos sob controle, e desta forma, um padrão de qualidade alto e estável. Para poder administrar todos os itens que estão ligados à Qualidade é importantíssimo que haja um Sistema de Gestão da Qualidade (SGQ) dentro da empresa, promovendo assim um gerenciamento com o foco no cliente e na melhoria contínua dos processos. No mercado existem algumas ferramentas que facilitam esta padronização no modo de gerenciamento da qualidade, uma delas é a Norma ISO 9001:2000.
A ISO, sigla que significa Organização Internacional para Normalização (International Organization for Standardization) é uma entidade não-governamental criada em 1947 com sede em Genebra – Suíça. De acordo com o
material de treinamento em ISO 9001 da General Motors Corporation (GMC), “a missão da ISO é promover o desenvolvimento da padronização e serviços relacionados no mundo visando facilitar o intercâmbio de produtos e serviços, e desenvolver a cooperação nas esferas intelectual, científica, tecnológica e econômica”. No Brasil, a ISO é representada pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas).
A ISO possui inúmeras séries, como por exemplo, a série 9000 que tem como objetivo facilitar as relações empresariais e melhorar a gestão da qualidade das empresas. Como mencionado anteriormente, existe a ISO 9001:2000, uma das normas pertencentes a esta série. Organizações que são certificadas com a ISO 9001:2000 devem atender a um conjunto de exigências e as melhorias são promovidas a partir da efetividade do atendimento de tais requerimentos com o suporte de auditorias internas e externas.
No entanto, dentro deste contexto da necessidade de atender a ISO 9001, que atualmente tornou-se uma exigência para a sobrevivência das organizações, outras exigências vêm surgindo dentro do mundo industrial. Considerando-se as montadoras e toda sua cadeia de fornecedores, existe uma especificação técnica que é voltada para os fornecedores de peças automobilísticas, trata-se da ISO/TS (Techinical Specification, do inglês Especificação Técnica) a qual foi elaborada conjuntamente pelos membros do IATF (International Automotive Task Force, do inglês Força Tarefa Automotiva) que é um grupo de fabricantes automotivos (General Motors, Ford, Daimler Chrysler, BMW, PSA Citroen, Volkswagen, Renault, Fiat) e suas respectivas associações (AIAG - América, VDA - Alemanha, SMMT – Reino Unido, ANFIA - Itália, CCFA e FIEV – ambas da França). A ISO/TS 16949 alinha os atuais requisitos de sistemas automotivos com os parâmetros da indústria automobilística global. Em conjunto com a ISO 9001:2000, a ISO/TS determina os requisitos do sistema de qualidade para o projeto/desenvolvimento, a produção e, sempre que pertinente, a instalação de serviços ligados ao setor automotivo. O objetivo de tal especificação técnica é
desenvolver um sistema de gestão da qualidade que promova a melhoria contínua, enfatizando a prevenção de defeitos e a redução de desperdício.
Portanto, a ISO/TS trata-se de um modelo reconhecido e aplicado em empresas onde produtos especificados pelo cliente da indústria automobilística são manufaturados para produção em série e/ou fabricação de peças e partes de reposição. Ela permite estabelecer através de procedimentos devidamente planejados e documentados, considerando inclusive requisitos específicos do setor automobilístico, indicadores de desempenho dos processos e do próprio sistema, ações para promover a melhoria continua da qualidade e resultados do negócio, além de proporcionar um maior foco para o atendimento aos requisitos especificados pelo cliente. Sendo assim, é uma poderosa ferramenta para estruturar, organizar e direcionar a gestão do negócio como um todo, com foco nos resultados internos até a maior satisfação do próprio cliente.
Como dito anteriormente, dentro da ISO/TS 16949 existe uma série de exigências voltadas para o controle dos processos de manufatura, tais exigências vão além da ISO 9000, como por exemplo, a aplicação de algumas ferramentas específicas para controlar atividades no chão de fábrica. Uma destas ferramentas é o método FMEA (Failure Mode and Effect Analysis, do inglês Análise do Modo e Efeito de Falha), requisito obrigatório da ISO/TS, possui grande utilidade para as análises críticas necessárias no controle de projetos e processos, onde se busca evitar que ocorram falhas nos mesmos.
Organizações que não possuem a necessidade de certificação na ISO/TS, atendendo apenas os requisitos da ISO, procuram aplicar o FMEA em seus processos, mesmo não sendo um requisito obrigatório. A ISO 9000 apenas recomenda a implementação de algum procedimento que controle a qualidade internamente, assim muitas organizações adotam o FMEA por promover, quando bem implementado, excelentes resultados na qualidade.
1.1 OBJETIVO
Descrever a implementação da ferramenta FMEA para Processos (PFMEA –
Process Failure Mode and Effect Analysis, do inglês Análise do Modo e Efeito da
Falha do Processo) na etapa de montagem do eixo traseiro de uma das plataformas fabricadas em uma indústria automobilística, procurando detalhar o processo de implementação e os resultados obtidos.
Além do objetivo principal de descrever o processo de implementação da ferramenta, também ter-se-á como um objetivo secundário identificar pontos que geraram dificuldade na realização da mesma.
1.2 JUSTIFICATIVA
Com a constante competitividade existente entre as grandes montadoras por um maior espaço no mercado, a preocupação com a qualidade deve ser um dos principais aspectos a serem considerados. Na presente montadora existe uma grande atenção voltada para o controle da qualidade em processos de manufatura e uma das ferramentas que é aplicada visando obter resultados na qualidade é o FMEA, que possui grande importância na prevenção de falhas tanto para processos como para projetos.
Sendo assim, a oportunidade de acompanhar a implementação de tal ferramenta em uma das áreas da montadora em questão e também o grande interesse pelo assunto qualidade, despertaram o desejo de tratar sobre tal tema no presente trabalho.
1.3 MÉTODO
A descrição da implementação do PFMEA na Montagem do Eixo Traseiro de um veículo foi realizada através de uma Pesquisa Descritiva, onde os fatos foram observados, registrados, analisados, classificados e interpretados, sem interferência do pesquisador.
O método adotado para o bom acompanhamento da aplicação da ferramenta em questão foi o conhecimento detalhado do processo de implementação de um FMEA, para que as atividades relacionadas ao mesmo pudessem ser melhores entendidas.
A partir da detecção de ruídos no eixo traseiro de uma determinada plataforma de veículo pela Estação de Verificação da Qualidade responsável pelo teste de ruídos, tornou-se necessária uma investigação buscando a origem de tal problema. A ferramenta selecionada foi o PFMEA.
Partindo deste momento, a estratégia adota foi acompanhar durante todo o tempo o processo de desenvolvimento e implementação de tal ferramenta.
Realizou-se a preparação de um planejamento de implementação e, inicialmente o processo selecionado foi mapeado para que a partir de tal informação pudesse ser realizada a detecção e análise das falhas potenciais presentes em cada etapa do mesmo.
Realizada tal análise, as falhas potenciais foram classificadas de acordo com seu risco, que contempla a ocorrência da falha, severidade e detecção. Assim pôde-se recomendar uma ação para o risco mais crítico buscando resultados com relação à diminuição da ocorrência do ruído.
Passadas duas semanas, buscou-se avaliar os resultados iniciais na Estação de Verificação da Qualidade que detectou o ruído em questão.
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO
Inicialmente, no Capítulo 2, serão apresentados os princípios, conceitos e histórico referentes a ferramenta abordada nesta obra.
No Capítulo 3 será descrito como ocorreu na prática o processo de implementação da ferramenta, procurando mostrar detalhadamente cada etapa do processo, resultados e dificuldades encontradas.
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 NOÇÕES PRELIMINARES SOBRE A ANÁLISE DO MODO E EFEITO DE FALHAS
2.1.1 Introdução sobre o FMEA
O FMEA é uma ferramenta de gerenciamento de risco que tem por objetivo identificar os possíveis modos de falha de um dado processo ou produto e suas respectivas causas, bem como os efeitos dessas sobre o cliente (comprador, processo subseqüente, etc.) e, através de procedimentos apropriados, permite atuar sobre tais itens de forma a reduzir e/ou eliminar as chances de tais falhas ocorrerem. Conhecidas as informações mencionadas anteriormente, realiza-se a determinação do impacto de uma falha sobre o cliente, da probabilidade de uma dada causa e/ou modo de falha ocorrer e da possibilidade de se detectar o modo de falha e/ou a causa antes que o problema atinja o cliente (Moretti e Bigatto, 2005). A Figura 1 apresenta a sequência de implementação do FMEA:
Complementando a idéia de Moretti e Bigatto (2005), todas essas informações e dados levantados são então reunidos em um documento, na forma de uma tabela, que permite a rápida compreensão e avaliação dos resultados obtidos. Existem duas formas de se analisar tais resultados, uma tradicional, através do número de prioridade de risco (RPN, Risk Priority Number, do inglês Número de Prioridade de Risco) e outra visual e preventiva, construindo-se um gráfico em que um eixo indica a possibilidade de ocorrência de um dado modo de falha ou suas causas e no outro a severidade (impacto da falha sobre o cliente).
Resumidamente, a metodologia de Análise do Tipo e Efeito de Falha é uma ferramenta que busca, em princípio, evitar, por meio da análise das falhas potenciais e propostas de ações de melhoria, que ocorram falhas no produto ou no processo (Toledo e Amaral, 2004).
2.1.2 Histórico do FMEA
A origem do FMEA está vinculada às operações do exército norte-americano no final da década de 40. Trata-se especificamente do procedimento militar MIL-P-1629, datado de nove de novembro de 1949, o qual foi intitulado de Procedures for
Performing a Failure Mode, Effects and Criticality Analysis (Procedimentos
para Realização de Analises do Modo, Efeitos e Criticidade da Falha). Tais procedimentos foram utilizados como uma técnica de avaliação de confiabilidade para determinar o efeito de falhas no sistema e nos equipamentos. As falhas eram classificadas de acordo com seu impacto no sucesso da missão e na segurança das pessoas e dos equipamentos.
Porém o FMEA foi primeiramente formalizado na década de 60, durante a corrida pela conquista do espaço, onde pôde ser aplicado no programa espacial Apolo. Por se tratar de um programa com um custo elevado, além do tempo de desenvolvimento também ser alto, retrabalhos, atrasos e erros eram praticamente
proibidos. Sendo assim surgiu a necessidade de uma ferramenta que, a partir da análise quantitativa e qualitativa das informações pelas pessoas que detinham o conhecimento técnico, pudesse mapear os riscos e promover o levantamento das ações sobre os mais críticos, o FMEA.
Na década de 80, a Ford Motor Corporation adotou tal metodologia após desastrosa performance do Ford Pinto, que sofreu falhas no seu projeto não prevenindo a ruptura do tanque de combustível ao sofrer um forte impacto, podendo inclusive gerar o risco do veiculo incendiar-se. Após a adoção do FMEA, a Ford conquistou avanços tanto nas áreas de projeto como de manufatura.
No final da mesma década em que a Ford passou a adotar o FMEA, desenvolveu-se a norma QS 9000 (hoje tal norma faz parte do conjunto de normas que originou a ISO/TS 16949) através de uma força de trabalho composta por representantes da Chrysler Company, Ford Motor Company e General Motors Corporation, tal norma exigia o FMEA como uma das ferramentas de planejamento avançado da qualidade.
Em fevereiro de 1993, a AIAG e a ASQC (American Society for Quality
Control, do inglês Associação Americana para Controle da Qualidade) patentearam
os padrões relacionados ao FMEA, criando um manual. O mesmo vale para a SAE (Society of Automotive Engineers, do inglês Associação dos Engenheiros Automotivos) detentora do procedimento SAE J-1739 que trata da ferramenta.
A partir de 1999, houve a culminação dos esforços de diversas montadoras no sentido de promover uma norma global de requerimentos para sistemas de qualidade, já que cada grupo de montadoras tinha a sua própria norma e isto prejudicava em muito seus fornecedores. Sendo assim, surge a ISO/TS (hoje na versão 2002) através da compilação da ISO 9000 com as seguintes normas de grupos de montadoras: QS 9000 (Estados Unidos), AVSQ (Itália), EAQF (Franca) e VDA 6.1 (Alemanha). Pelo fato da ISO/TS exigir o FMEA para os fornecedores de autopeças, tal ferramenta é aplicada dentro de muitas empresas relacionadas ao setor
automotivo e também em organizações de outros ramos, já que a mesma é de grande utilidade na prevenção de falhas em produtos e processos.
2.1.3 A Importância do FMEA
A principal meta de uma organização é satisfazer seus consumidores e obter uma boa margem de lucro através da conquista de market shares, do inglês parte do mercado. É de conhecimento comum que uma companhia precisa assegurar a qualidade de seus produtos, entregas dentro do prazo e custos competitivos a fim de sobreviver no cenário econômico atual. Para garantir um elevado nível de qualidade de seus produtos, muitas companhias estabelecem e implementam sistemas de qualidade dentro de seus próprios sites, porém a mesma exigência é repassada para seus fornecedores. Infelizmente, seus sistemas de qualidade podem não ser eficientes e compreensivos o suficiente para diminuir os custos de inspeção, defeito, retrabalho e correção entre todos os participantes da cadeia de suprimentos. Um sistema de qualidade frequentemente não funciona bem em todo ciclo de vida do produto se a organização ignora o processo de gerência da confiabilidade no estágio inicial do desenvolvimento do produto. Para evitar este problema potencial, companhias frequentemente implementam FMEAs de projeto (Design Failure
Mode and Effect Analysis, do inglês Análise do Modo e Efeito de Falhas para
Projetos) e de processo (PFMEA) para melhorar a confiabilidade e a qualidade de seus produtos, para corrigir falhas potenciais, e, frequentemente, para satisfazer a ISO/ TS 16949.
Desde o momento da especificação do FMEA como parte do sistema de qualidade ISO/TS 16949, equipamentos automotivos originais manufaturados usam tal ferramenta no planejamento do processo para muitas peças projetadas e requerem que seus fornecedores apresentem o FMEA como parte da documentação de aprovação do produto (Dale & Shaw, 1990 apud Ford Motor Company, 1989 apud
SAE, 2002)1. Uma correta implementação do FMEA pode assegurar que os equipamentos automotivos originais manufaturados de seus fornecedores atinjam toda qualidade e confiabilidade requeridas. Aplicar um FMEA requer trabalho de time, suporte da gerência, conhecimento do produto e do processo, tempo suficiente para discussão, e dinheiro. Portanto, utilizar por completo todos os benefícios que o FMEA oferece, tanto no design como na produção, é decisivo para tornar o custo do sistema efetivo e ganhar mais devido ao investimento na ferramenta, especialmente na cadeia de suprimentos.
Complementando a idéia da importância do FMEA na efetividade do corte de custos, há outras razões para as companhias investirem no planejamento do desenvolvimento dos relatórios de FMEA. Dale e Shaw (1990) realizaram uma pesquisa de mercado para investigar os motivos da utilização do FMEA pelos fornecedores da Ford Motor Company’s British. A principal razão pela qual a maioria destas organizações adotavam os procedimentos do FMEA era devido à exigência de seus clientes. A mesma circunstância existe na indústria automotiva norte-americana. Além disto, um bom uso dos relatórios de FMEA pode gerar companhias com inúmeros benefícios como produtos com alta confiabilidade, menores modificações no projeto, melhor planejamento da qualidade, melhoria contínua no produto e processo, e diminuição nos custos de produção, sem esquecer do atendimento às exigências dos clientes. Teng e Ho (1995, 1996) propuseram uma abordagem para criar uma ligação entre as várias ferramentas de qualidade e confiabilidade da FMEA. Nesta abordagem, a estruturação adequada de um sistema é feita para gerar a informação necessária para o controle do processo, previsão da confiabilidade e planejamento do produto e do processo. Segundo Raheja (1981), esta interação do FMEA dentro de toda organização com o objetivo de estabelecer
____________________
1
Dale, B. & Shaw, P. Failure Mode and Effect Analysis in the UK Motor Industry: a state-of-art
study. Quality and ReliabilityEngineering International, 1990 apud Ford Motor Company, Supplier Quality Improvement Guidelines for Production Parts, Ford Motor Company, Dearborn, 1989 apud SAE, Potential Failure Mode and Effect Analysis in Design (DFMEA) and Potential Failure Mode and Effect Analysis in Manufacturing and Assembly Processes (PFMEA), SAE J-1739, SAE, Warrendale, PA,
sistemas efetivos de qualidade e confiabilidade na produção deveriam ser a principal razão de se implementar o FMEA. Para se determinar os benefícios de aplicar-se um FMEA, Onodera (1997) investigou cerca de 100 aplicações FMEA e conclui que a técnica de tal ferramenta é de grande utilidade em todas as etapas dos processos industriais.
Existem diversas evidências da aplicação do FMEA em projetos e processos. Linton (2003) demonstrou o uso do mapeamento de processos e da FMEA para o planejamento de serviços e processos em um comércio baseado na internet. Parkinson e Thompson (2004) apresentaram o uso da FMEA no planejamento e execução do produto manufaturado por uma segunda vez. Piper e Pimblett (1996) incluiram a FMEA no processo de desenvolvimento de um sistema de manufatura. Price (1996) promoveu a discussão sobre a importância de um procedimento para trabalhas com as falhas e de forma a relatar apenas as mudanças nos efeitos que cada falha gerava de modo a economizar esforços quando um projeto é implementado.
2.2 FUNDAMENTAÇÃO E OBJETIVOS DA METODOLOGIA FMEA
2.2.1 FMEA
Como abordado anteriormente, o FMEA é uma ferramenta cujo principal objetivo é evitar que uma falha ocorra em um processo ou produto através da análise dos modos e efeitos das mesmas. Sendo assim, ela possui uma característica preventiva.
Tal ferramenta pode ser descrita como um grupo de atividades sistemáticas cujos propósitos são:
a) identificar e avaliar a falha potencial de um produto ou processo e os efeitos da mesma;
b) determinar ações que possam eliminar ou reduzir a chance da falha potencial ocorrer;
c) documentar o processo como um todo.
É complementar ao processo de definição o que o projeto ou processo devem realizar para satisfazer o cliente.
Uma correta implementação do FMEA no desenvolvimento de um produto ou no processo de produção do mesmo gera diversos benefícios, os principais estão listados a seguir:
a) redução dos custos: prevenindo-se a ocorrência de falhas pode-se reduzir custos ligados ao retrabalho, reparos, garantia e inspeção. Quando falamos sobre inspeção, pode-se considerar tal processo dentro de uma estação de verificação da qualidade da linha de montagem de algum produto, aplicando-se o FMEA no processo de checagem da qualidade, pode-se reduzir a mão-de-obra através da otimização do tempo de inspeção e balanceamento do trabalho;
b) melhoria na qualidade: prevenindo-se falhas consequentemente a qualidade do produto aumenta;
c) redução no tempo de desenvolvimento de um produto: está ligado à otimização do processo pela redução da ocorrência de falhas;
d) satisfação do cliente: um cliente está satisfeito com certo tipo de produto quando o mesmo tem qualidade e dificilmente surgem problemas durante a utilização do mesmo, ou seja, quando sua confiabilidade é alta, evitando-se assim o desgaste com a utilização da assistência técnica;
e) lições aprendidas: recurso para novos ou futuros engenheiros de projeto; f) recursos para identificação dos problemas com o intuito de corrigi-los;
g) incorpora dentro da organização a atitude de prevenção de falhas, de cooperação e trabalho em equipe e a preocupação com a satisfação dos clientes.
Para se ter uma idéia sobre a importância da implementação do FMEA com relação à diminuição dos custos ao longo de todos os processos (primeiro benéfico apontado anteriormente), desde a pesquisa para projeto do produto até o momento
em que o mesmo chega ao cliente, a Figura 2 apresenta a tendência de crescimento dos custos para promover mudanças em cada etapa de forma a atingir a meta de qualidade:
Figura 2 – Custos para atingir a meta de Qualidade (Fonte: GMC, 2007)
2.2.2 Tipos de FMEA
O FMEA pode ser dividido em dois principais tipos. Esta metodologia pode ser aplicada tanto no desenvolvimento do projeto do produto (FMEA de Projeto ou DFMEA) como no processo do mesmo (FMEA de Processo ou PFMEA). As etapas e a maneira de realização da análise é a mesma, diferenciando-se somente com relação ao objetivo (Toledo e Amaral, 2004).
Segundo o manual da AIAG (1998), o DFMEA é uma técnica analítica usada fundamentalmente pelo engenheiro e a equipe responsável pelo projeto com a finalidade de assegurar que, na extensão possível, os modos de falhas potenciais e suas causas e mecanismos associados sejam considerados e abordados. Nele são avaliados os produtos finais, junto com cada sistema, subsistema e componente relacionado. Em uma forma mais precisa, um DFMEA é um resumo dos pensamentos da equipe de como um componente, subsistema ou sistema é projetado (incluindo uma análise dos itens que poderiam das errados baseados na experiência). Esta abordagem sistemática acompanha, formaliza e documenta a linha de pensamento que é normalmente percorrida durante o desenvolvimento de um projeto.
O FMEA de Projeto dá suporte ao desenvolvimento do processo do projeto, reduzindo riscos de falhas por:
• auxiliar na avaliação objetiva do projeto, incluindo requisitos funcionais e alternativas do projeto;
• avaliar o projeto inicial em relação aos requisitos de manufatura, montagem, assistência técnica e reciclagem;
• aumentar a probabilidade de que os modos de falha potenciais e seus efeitos nos sistemas e na operação do veículo tenham sido considerados no processo de desenvolvimento/projeto. Fornecer informações adicionais para auxiliar no planejamento eficiente e completo do projeto, desenvolvimento e programas de validação;
• desenvolver uma lista com pontuação dos modos de falhas potenciais de acordo com os seus efeitos no “cliente, estabelecendo assim um sistema de priorização para melhorias do projeto, desenvolvimento e ensaios/análises de validação;
• proporcionar uma forma de documentação aberta para recomendar e rastrear ações de redução de risco; e
• proporcionar referências (por exemplo: lições aprendidas) para no futuro ajudar na análise de problemas de campo, na avaliação de alterações de projeto e no desenvolvimento de projetos avançados.
2.2.2.2 FMEA de Processo
Segundo o manual da AIAG (1998), o PFMEA é uma técnica analítica usada pelo engenheiro e a equipe responsável pela Manufatura/Montagem com a finalidade de assegurar que, na extensão do possível, os modos de falha potenciais e suas causas/mecanismos foram considerados e abordados. De uma forma mais precisa, um PFMEA é um resumo dos pensamentos da equipe durante o desenvolvimento de um processo e inclui a análise de itens que podem falhar baseados na experi6encia e nos problemas passados. Esta abordagem sistemática acompanha, formaliza e documenta a linha de pensamento que é normalmente percorrida durante o processo de planejamento da manufatura.
O FMEA de Processo dá suporte ao desenvolvimento do processo de manufatura, reduzindo os riscos de falhas, pois:
• identifica as funções e requisitos do processo;
• identifica os modos de falha potenciais relacionados ao produto e ao processo;
• avalia os efeitos potenciais das falhas no cliente;
• identifica as causas potenciais de falhas do processo de manufatura ou montagem e as variáveis que deverão ser controladas para redução da ocorrência ou melhoria da eficácia da detecção de falhas;
• identifica as variáveis de processo para enfocar os controles do mesmo; • classifica modos de falhas potenciais, estabelecendo assim um sistema de priorização para a tomada das ações preventivas e/ou corretivas; e
No estudo de caso que se encontra no capítulo 3 deste trabalho será desenvolvido um FMEA de Processo na montagem dos eixos traseiros de uma determinada plataforma de veículo de uma grande montadora, portanto no próximo tópico deste capítulo que trata do processo de implementação do FMEA, dar-se-á uma ênfase maior ao PFMEA.
2.3 IMPLEMENTAÇÃO DO FMEA
Neste item será abordada toda metodologia de implementação do FMEA em um determinado processo. Inicialmente o PFMEA será tratado novamente, porém de uma forma mais profunda para que a partir do mesmo seja entendido passo a passo como tal ferramenta é implementada, desde a determinação dos responsáveis por executarem tal ação, passando pela elaboração dos relatórios até a realização das melhorias a partir da verificação de efetividade da ferramenta.
2.3.1 PFMEA
O objetivo deste trabalho é apresentar a aplicação da metodologia FMEA em um processo de verificação da qualidade, ou seja, a aplicação de um FMEA de processo ou PFMEA. Portanto, a abordagem realizada no desenvolvimento teórico está focada no PFMEA, e por este motivo, apesar de tal ferramenta já ter sido comentada no item 2.2.2.2, ter-se-á uma explanação mais detalhada sobre a mesma. No entanto, é importante relembrar que o PFMEA e o DFMEA diferenciam-se apenas com relação aos seus objetivos, já que as etapas e o método de análise são os mesmos.
De acordo com o material de treinamento da GMC sobre PFMEA e Plano de Controle (2007), o FMEA de Processo é uma técnica analítica usada pela manufatura e os respectivos engenheiros responsáveis como meios de assegurar
que, sempre onde for possível, modos de falhas potenciais e suas respectivas causas sejam considerados e identificados. Na sua forma mais rigorosa, o PFMEA é um resumo do pensamento dos times (incluindo a análise dos itens que podem estar errados baseada em suas experiências) de como um processo é desenvolvido. Esta abordagem sistêmica alinha e formaliza a disciplina de raciocínio que um engenheiro normalmente necessita em qualquer planejamento de um processo de manufatura.
O PFMEA proporciona os seguintes pontos:
• identifica a função do processo e seus requerimentos;
• identifica modos de falha potenciais em produtos e seus processos relacionados;
• avalia os efeitos das falhas potenciais nos clientes;
• identifica as causas dos modos de falha potenciais e também as variáveis dos processos, visando promover um controle na redução da ocorrência de condições de falhas;
• identificar variáveis do processo visando promover um controle do mesmo;
• desenvolver uma lista com os principais modos de falha potenciais, de modo a estabelecer uma prioridade no sistema para a realização de ações preventivas ou corretivas;
• documenta os resultados dos processos de manufatura.
2.3.2 Por que se implementar um PFMEA?
Como já foi frisado por muitas vezes anteriormente, o FMEA têm como principal objetivo evitar que falhas ocorram em um produto ou em um processo. De acordo com o material de treinamento da GMC sobre PFMEA e Plano de Controle
(2007), considerando-se os processos de manufatura, são listados a seguir as principais razões para se implementar um PFMEA:
• a manufatura é um ambiente muito complexo, onde falhas estão sempre sujeitas a ocorrer e o controle da mesma deve ser feito por uma ferramenta altamente efetiva;
• reforçando a idéia anterior, o potencial para muitas coisas darem errado é alto;
• a conseqüência de uma falha pode impactar de forma muito negativa nos processos subseqüentes;
• falhas em processos resultam em defeitos, defeitos resultam em perdas; • um defeito que não é detectado resulta em desperdício, insatisfação do cliente, e consequentemente grande custo (caráter reativo);
• a melhor alternativa é trabalhar focando-se na redução do risco de uma falha ocorrer (caráter preventivo).
Considerando-se o último item, que nada mais é a proposta da ferramenta, pode-se afirmar que a prevenção é muito mais preferível do que a correção. Apesar do processo para determinação das possíveis falhas em um sistema de manufatura seja muito complexo, após realizado o mesmo, os custos com correção serão diminuídos de uma forma extraordinária, já que o defeito terá uma probabilidade menor de ocorrer. Quando tratamos de correção pode-se considerar retrabalhos, reparos (quando o problema é detectado internamente) ou até mesmo o serviço de garantia da qualidade (quando o problema chega ao cliente).
O caráter preventivo busca determinar de forma orientada a ocorrência de riscos no planejamento do desenvolvimento de produtos, sistemas e processos. Após a determinação há a avaliação e minimização dos riscos com o aumento da confiabilidade do produto e da capabilidade do processo. A estrutura da aplicação da prática preventiva em um sistema produtivo pode ser representada pela Figura 3:
Figura 3 – Estrutura da aplicação da prática preventiva (Fonte: GMC, 2007)
Como pode-se observar, a identificação e avaliação dos riscos produz uma minimização da ocorrência de falhas em determinado processo gerando uma maior confiabilidade operacional.
2.3.3 Etapas de implementação de um PFMEA
A seqüência de atividades que devem ser desenvolvidas para que um PFMEA seja corretamente implementado deve incluir inicialmente a elaboração de um planejamento que deverá ser seguido ao longo de todas as etapas, tal planejamento é elaborado pelo engenheiro responsável pela implementação da ferramenta.
2.3.3.1 Definição do Cliente
A definição de “Cliente” para um FMEA de Processo deveria normalmente estar ligada ao “Usuário Final”. No entanto, o cliente pode ser também a operação subseqüente presente na manufatura, uma operação de serviço, ou regulamentações governamentais (AIAG, 1998).
Esta etapa também é de responsabilidade do engenheiro responsável e está dentro do planejamento. A definição das pessoas que participarão do acompanhamento da implementação da ferramenta é realizada logo no início do desenvolvimento do FMEA de Processo, o engenheiro responsável deve estabelecer um time que possua representantes de todas as área que serão afetadas pelo desenvolvimento do projeto de implementação. Estas áreas devem incluir representantes da Engenharia do Produto, Engenharia da Manufatura, Engenharia de Planejamento da Qualidade, pessoas ligadas à Manutenção e por fim, representantes das áreas produtivas onde o PFMEA será implementado (GMC, 2007). A Figura 4 representa os times multifuncionais que devem ser convocados para realizar tal atividade:
Figura 4 – Times multidisciplinares na implementação de um PFMEA (Fonte: GMC, 2007)
Esta necessidade de envolvimento de pessoas de diversas áreas se deve ao fato de que cada pessoa possui uma única perspectiva e conhecimento baseado na atribuição do seu trabalho (GMC, 2007). O FMEA de Processo deve ser um catalisador que gere o estímulo para haver troca de informações entre as áreas afetadas e deste modo promover a abordagem do time.
A menos que o engenheiro responsável possua experiência na utilização da ferramenta e na liderança de um time, pode ser de grande ajuda a participação de alguma pessoa com este gabarito para ser um facilitador e promover assistência ao time em suas atividades.
O PFMEA é um documento vivo que deveria ser indiciado: - antes ou durante o estágio de viabilidade;
- antes do desenvolvimento das ferramentas para a produção, e;
- levar em consideração todas as operações de manufatura, desde os componentes individuais até as operações de montagens.
É fundamental que as revisões e análises críticas sejam realizadas nos estágios iniciais de planejamento do processo, a fim de prever, eliminar e monitorar os modos de falhas potenciais dos processos revisados ou novas.
O FMEA de Processo assume que o produto, da forma como foi projetado, irá atender ao objetivo do projeto. Os modos de falhas potenciais que podem ocorrer devido a deficiências do projeto podem ser incluídos no FMEA de Processo. Seus efeitos e ações para evitá-los são cobertos no FMEA de Projeto.
O PFMEA não deve contar com as alterações de projeto do produto para atenuar as deficiências do processo. Entretanto, o planejamento do processo de manufatura ou montagem leva em consideração as características do projeto do produto de forma a assegurar que, na extensão do possível, o produto resultante atenda às necessidades e expectativas do cliente.
2.3.3.3 Desenvolvimento de um PFMEA
O engenheiro responsável pelo processo tem à sua disposição um número de documentos que serão úteis na preparação do PFMEA. O FMEA de Processo começa pelo desenvolvimento de uma lista do que o processo é esperado a fazer ou esperado a não fazer, ou seja, o objetivo do processo (AIAG, 1998).
Do mesmo manual de referência da AIAG (1998) existe a recomendação de que o PFMEA deve começar com um fluxograma do processo global. Este fluxograma deve identificar as características do produto/processo associadas a cada operação. Deve ser incluída, se disponível, a identificação de alguns efeitos no
produto pelo DFMEA correspondente. Cópias do fluxograma utilizado na preparação do FMEA de Projeto devem acompanhar o mesmo.
Para se ter uma idéia de elaboração de um fluxograma para um processo, abaixo é apresentado um exemplo de aplicação de cera no interior da porta de um veículo:
1) Retirar o bastão de aplicação da cera do seu recipiente. 2) Abrir a porta do veículo;
3) Inserir o bastão e apertar o gatilho por doze segundos ao efetuar três passagens.
4) Liberar o gatilho e esperar por três segundo. 5) Remover o bastão.
6) Fechar a porta do veículo.
7) Recolocar o bastão de aplicação em seu recipiente.
A partir do fluxograma acima, pode-se identificar a operação 3 como a mais crítica, sendo assim um PFMEA seria requerido para a mesma.
Conhecendo-se melhor o funcionamento do processo em questão, parte-se para o preenchimento do relatório de PFMEA, modelo representado conforme Figura 5:
Cada item de tal relatório será explicado nos itens que dão seqüência ao trabalho (2.3.3.4 ao 2.3.3.18), todos com base no Manual e Referência do FMEA elaborado pela AIAG (1995).
2.3.3.4 Cabeçalho do Relatório
Figura 6 – Cabeçalho do relatório de PFMEA(Fonte: autor)
O cabeçalho do relatório é composto por informações que servirão para identificar todos os pontos necessários para acompanhamento futuro e consultas. Ele é disposto pelas seguintes informações, como é mostrado na Figura 6:
- Item: onde é identificado o nome e o número do componente, subsistema ou sistema que está sendo analisado;
- Responsável pelo Projeto: nome do fabricante do equipamento original, departamento e grupo. Se conhecido, o nome do fornecedor também deve ser incluído;
- Data Chave: data inicialmente prevista como prazo para conclusão do FMEA, a qual não deverá ultrapassar a data de liberação do início da produção. No caso de um fornecedor, a data esperada do FMEA inicial não deverá exceder a data requerida pelo cliente da submissão do Processo de Aprovação de Peça de Produção. - Ano Modelo(s) / Veículo(s): onde o produto é especificado com seu ano modelo(s)/veículo(s) que irá usar e/ou que será afetado pelo projeto que está sendo analisado (se conhecido);
- Equipe: nomes e departamentos das pessoas responsáveis que têm a autoridade para identificar e/ou realizar tarefas. É recomendável que cada nome do
membro da equipe, departamento, número do telefone, endereço, etc., seja incluído em uma lista de distribuição;
- FMEA Número: número do documento do FMEA que servirá para a rastreabilidade;
- Preparado por: nome, telefone e empresa do engenheiro responsável pelo FMEA;
- Data FMEA: data em que o FMEA original foi compilado e a data da sua última revisão.
2.3.3.5 Função do Processo / Requisitos
Este é o primeiro item que dispõe a seqüência de preenchimento do relatório de FMEA, ele representa a descrição simplificada do processo ou operação em análise, por exemplo: torneamento, furação, soldagem, montagem. Em adição, é recomendado um registro para as etapas em análise, numerando-se o processo/operação. Pode-se ver um exemplo na figura abaixo, que trata do processo de aplicação de cera na parte interna da porta de um veículo:
Também é válido indicar tão concisamente quanto possível o propósito do processo ou operação em análise, incluindo informações (métricas/medições) sobre o projeto do sistema, subsistema ou componente.
Para processos que envolvem uma série de operações, com diferentes modos de falhas potenciais, recomenda-se listar cada uma das operações como elementos separados.
2.3.3.6 Modo de Falha Potencial
O Modo de Falha Potencial é definido como a maneira pela qual o processo potencialmente falharia em atender aos requisitos do processo e/ou objetivo do projeto, conforme descrito na coluna Função do Processo/Requisitos. Isto é uma descrição de uma não-conformidade nesta operação específica, que pode ser associada ao modo potencial de falha de uma operação subseqüente (output da operação) ou ao efeito associado a uma falha potencial de uma operação anterior (input da operação) – interfaces do processo. Entretanto, na preparação do PFMEA, é suposto que os materiais/peças vindos de operações anteriores estão corretos. Exceções podem ser feitas pela equipe da FMEA onde os dados históricos indicam deficiências na qualidade das peças vindas de operações anteriores.
É interessante listar para cada operação específica, em relação a um componente, subsistema, sistema ou característica do processo, os modos de falha potenciais. Para isto deve-se assumir que a falha pode acontecer, independente se tal fato seja verdadeiro ou não. Perguntas que podem ser feitas para ajudar na determinação de tais modos de falha são:
- Como o processo/peça pode falhar em atender as especificações?
- Além das especificações de engenharia, o que um cliente (usuário final, operações subseqüentes ou assistência técnica) considerariam como falha?
Recomenda-se iniciar tal determinação a partir da comparação de processos similares e análise crítica das reclamações dos clientes relativas aos componentes semelhantes. Um conhecimento do projeto também é necessário.
A seguir temos ilustrada uma figura representando modos de falha potenciais do processo demonstrado na Figura 7:
Figura 8 – Modos de falha potenciais (Fonte: AIAG, 1998)
2.3.3.7 Efeito(s) Potencial(is) da Falha
São definidos como os efeitos do modo de falha no cliente.
Tais efeitos devem ser descritos em termos do que seria observado ou experimentado pelo cliente, lembrando-se que o cliente pode ser tanto um cliente interno quanto o usuário final. Deve ser definido claramente se o modo de falha pode impactar na segurança ou causar o não-cumprimento das legislações.
Quando da avaliação dos efeitos potenciais da falha, devem ser considerados os clientes. Para o usuário final, os efeitos devem sempre ser formulados em termos de desempenho do sistema ou produto, como por exemplo vazamentos, instabilidade e aparência degradada. Já se o cliente for a próxima operação, os efeitos devem ser
formulados em termos do desempenho da operação/processo, como por exemplo o fato de não dar aperto, não montar, não encaixar e danificar o equipamento.
A Figura 9 representa um exemplo de preenchimento dos efeitos potenciais da falha.
Figura 9 – Efeito(s) potencial(is) da falha (Fonte: AIAG, 1998)
2.3.3.8 Severidade (S)
Severidade é uma classificação associada ao efeito mais grave para um dado modo de falha, ela representa em uma escala de 1 a 10 o impacto que tal modo de falha proporcionaria caso o mesmo viesse a ocorrer, sendo 10 o efeito mais severo de uma falha. Portanto, a Severidade é um índice relativo dentro do escopo do FMEA individual. Uma redução no índice de classificação de severidade pode ser efetuada através de uma alteração de projeto do sistema, subsistema ou componente, ou um re-projeto do processo.
Quando avaliação da severidade estiver fora do campo da experiência ou do conhecimento do engenheiro/equipe do processo, o FMEA de Projeto, o engenheiro
de projeto, e/ou o subseqüente engenheiro de processo da planta de manufatura devem ser consultados.
A equipe deve concordar com o critério de avaliação da severidade a ser adotado. A Tabela 1 serve como uma diretriz para a determinação da severidade do efeito, a classificação representada na mesma é o resultado de quando um modo de falha potencial gera um defeito no cliente final e/ou na planta de manufatura. O cliente final deve ser sempre considerado primeiro, mas caso ambos ocorram, usar a maior das duas severidades.
Tabela 1 – Critério para determinação da severidade do efeito da falha (Fonte: AIAG , 1998)
Esta coluna pode ser usada para classificar quaisquer características especiais do produto ou processo para um sistema que possa requerer controles adicionais do mesmo. Ela pode também ser usada para destacar modos de falha altamente prioritários para avaliação da engenharia.
Caso uma classificação seja identificada no PFMEA, o engenheiro responsável pelo projeto deve ser notificado, pois esta poderá afetar os documentos de engenharia em relação à identificação do item de controle.
A classificação é feita por símbolos de característica especial que são direcionados pela própria organização.
2.3.3.10 Causa(s) e Mecanismo(s) Potencial(is) da Falha
A Causa Potencial da Falha é definida como a forma pela qual a mesma pode ocorrer, descrita em termos de alguma coisa que possa ser corrigida ou possa ser controlada.
Esta é coluna é muito importante para a determinação dos próximos passos que promoverão ações contra tal falha potencial, sendo assim, é importante listar, da forma mais completa possível, todas as causas de falha assinaláveis para cada modo de falha potencial. Se uma causa é exclusiva de um modo de falha, isto é, se a correção ou controle desta causa tem influência direta no modo de falha, então esta parte do FMEA está completa. Entretanto, muitas causas não são mutuamente exclusivas e para corrigir ou controlar estas causas, devem ser determinados quais são os principais fatores e quais destes fatores podem ser mais facilmente controlados. As causas devem ser descritas de forma que as medidas de reforço possam ser aplicadas às mais pertinentes, elas devem ser bem específicas para não provocarem ambigüidade. A Figura 10 dá um exemplo de causas para a falha que pode ocorrer no processo de aplicação de cera na parte interna da porta de um carro:
Figura 10 – Causas e Mecanismos Potenciais da Falha (Fonte: AIAG, 1998)
2.3.3.11 Ocorrência (O)
É definida como a probabilidade de ocorrência de uma causa específica que gerará tal falha. A probabilidade do índice de ocorrência tem um significado relativo ao invés de valor absoluto.
A única maneira de se reduzir o índice de ocorrência é através do controle das causas de falhas alterando-se o projeto ou o processo.
A Tabela 2 apresenta um sistema de classificação de ocorrência de acordo com o escopo do FMEA, tal tabela pode não refletir a real probabilidade de ocorrência, mas serve para classificá-la em uma escala de 1 a 10. A ocorrência deve ser determinada através da concordância de todos os componentes da equipe.
Tabela 2 – Índices de ocorrência (Fonte: AIAG, 1998)
As “Taxas de Falhas Possíveis” que estão representadas na tabela, são baseadas no número de falhas que são antecipadas durante a execução do processo. Se dados estatísticos de processos similares estão disponíveis, os mesmos devem ser consultados para se determinar o índice de ocorrência. Em todos os outros casos pode ser realizada uma avaliação subjetiva, utilizando-se as definições da coluna esquerda da tabela, junto com quaisquer dados históricos de processos similares disponíveis.
2.3.3.12 Controles Atuais do Processo (Prevenção e Detecção)
São descrições dos controles que podem detectar ou prevenir, na medida do possível, a ocorrência do modo de falha ou causa da falha. Estes controle podem ser de processo, como o Controle Estatístico de Processo (CEP) ou dispositivos à prova de erro, ou podem também ser verificações após o processo. A avaliação pode ocorrer na própria operação ou em operações subseqüentes.
O controle de processo de caráter preventivo, como o próprio nome diz, previne a ocorrência da causa da falha ou do modo da falha, ou ainda reduz seu índice de ocorrência.
Já o controle de processo de caráter detectivo, é responsável por identificar a causa ou modo da falha, após ocorrida, e promover a ação corretiva.
A abordagem preferencial é dar primeiro usar os controles de prevenção. Os índices de ocorrência iniciais são afetados pelos controles de prevenção desde que eles sejam incorporados como parte do objetivo do projeto. Os índices de detecção iniciais são baseados nos controles de processo que detectam a causa ou modo da falha.
A Figura 11 representa os controles de prevenção e detecção na tabela do FMEA, como se pode ver eles estão separados em duas colunas, para relatórios que só possuem uma coluna para ambos, é interessante a distinção de cada controle identificando-se no começo de cada um a letra P (prevenção) ou D (detecção), já que o enfoque de cada controle é diferente.
Figura 11 – Controles de Prevenção e Detecção (Fonte: AIAG, 1998)
2.3.3.13 Detecção (D)
É a classificação associada com o melhor controle de detecção listado na coluna de processo. Representa um índice relativo dentro do escopo de um FMEA individual. Para alcançar um índice menor, geralmente o planejamento do controle de processo tem que ser melhorado. Deve-se assumir que a falha ocorreu e, então avaliar a eficácia dos Controles Atuais do Processo para prevenir a expedição de peças com este modo de falha. Não deve ser assumido automaticamente que o índice
de detecção é baixo devido a baixa ocorrência, mas avaliar a capacidade dos controles de processo em detectar baixa frequêencia de modos de falha ou preveni-los de ocorrerem no processo.
Verificações aleatórias da qualidade não são eficazes para a detecção de um defeito isolado e portanto, não devem influenciar no índice de detecção. A amostragem feita em uma base estatística é válida como um controle de detecção.
Assim como para a determinação da severidade e da ocorrência, a detecção demanda um consenso entre a equipe e também deve ser estimada utilizando-se uma tabela padronizada do FMEA, onde existe, assim como para os outros parâmetros, uma escala de 1 a 10, sendo o índice 1 representativo de algo que certamente será detectado. A Tabela 3 apresenta tais diretrizes:
2.3.3.14 RPN
O Número de Prioridade de Risco, em inglês Risk Priority Number, é a saída do FMEA, cujo valor representa a grandeza do risco relacionado à determinada causa de falha.
Ele é representado pelo produto dos índices de Severidade (S), Ocorrência (O) e Detecção (D), assim:
NPR = S x O x D (1) Como demonstrado anteriormente, tais índices podem variar de 1 a 10, assim o RPN varia de 1 a 1000. A Figura 12 relembra de forma resumida a escala de cada índice:
Figura 12 – Resumo dos índices que impactam o RPN (Fonte: General Motors Corporation, 2007)
Sendo assim, quanto maior for o RPN, maior será o risco relacionado àquela causa, e assim pode-se identificar aqueles onde ações deverão ser requeridas. Para isto deve-se determinar uma meta que indicará um risco aceitável. Globalmente o valor meta para o RPN é 100, sendo assim, ações são requeridas para aqueles cujo valor for maior que 100 (GMC, 2007).
2.3.3.15 Ações recomendadas
A avaliação da engenharia para ações corretivas/preventivas devem ser primeiramente direcionadas para os RPNs mais altos (dando prioridade para aqueles com maior índice de severidade), com o objetivo de reduzir os índices na seguinte ordem: severidade, ocorrência e detecção.
Como prática geral, quando a severidade é 9 ou 10, atenção especial deve ser dada para assegurar que o risco é abordado através de ações/controle de projeto existentes ou ações corretivas/preventivas de processo, independente do RPN. Em todos os casos, quando o efeito de um modo potencial de falha identificado for perigoso ao pessoal de manufatura/montagem, ações corretivas/preventivas devem ser tomadas para evitar o modo de falha, através da eliminação ou controle da(s) causa(s), ou a proteção adequada do operador deve ser especificada.
Após especial atenção ter sido dada para a severidade de valores 9 ou 10, a equipe deve abordar os outros modos de falha, com o objetivo de reduzir a severidade, ocorrência e detecção, respectivamente.
Para se entender melhor como realizar a abordagem para diminuir cada índice, a Figura 13 mostra a relação de cada um com suas respectivas colunas no relatório de FMEA, assim como a relação entre outros itens do relatório.
Algumas ações podem ser consideradas na intenção de diminuir tais índices, como por exemplo:
- para reduzir a probabilidade de ocorrência, são necessárias revisões do projeto e/ou processo. Podem ser realizados também estudos dos processos através de métodos estatísticos para a obtenção de informações importantes das operações na prevenção de defeitos e melhoria contínua do processo;
- a única forma de se conseguir uma redução no índice de severidade é revisando o projeto e/ou processo;
- o modo preferencial para alcançar uma redução no índice de detecção é o uso de métodos à prova de erro/falha. Geralmente, a melhoria dos controles de detecção agrega custos ao produto e é ineficaz na melhoria da qualidade, o aumento da freqüência de inspeção do controle da qualidade não é uma ação corretiva/preventiva eficaz e deve ser apenas usada como uma medida temporária uma vez que a ação corretiva/preventiva permanente é requerida. Em alguns casos, uma alteração de projeto de uma peça específica pode ser necessária para auxiliar na detecção. Alterações no sistema atual de controle podem ser implementadas para aumentar esta probabilidade. Entretanto, a ênfase deve ser dada em ações de prevenção do defeito (ou seja, reduzindo a ocorrência) ao invés da detecção do mesmo. Um exemplo ilustrativo seria usar o CEP na melhoria contínua do processo ao invés de inspeções ou verificações aleatórias da qualidade.
Caso a avaliação da engenharia leva a não recomendar ação para uma combinação específica modo/causa/controle da falha, isto deve ser indicado através do preenchimento da palavra “Nenhuma” nesta coluna.
A Figura 14 representa a continuação do preenchimento do relatório de FMEA usado como exemplo, referente ao modo de falha potencial determinado na aplicação manual de cera na parte interna da porta de um veículo, como pode-se vê, as colunas de severidade, ocorrência e detecção determinam o valor de RPN.
Figura 14 – Ações recomendadas (Fonte: AIAG, 1998)
2.3.3.16 Responsável e Prazo
Nome da pessoa responsável pela ação recomendada, e com o respectivo prazo para execução.
2.3.3.17 Ações Tomadas
Descrição da ação realizada após a mesma ter sido implementada.
Após a ação corretiva/preventiva ter sido identificada, os índices resultantes de severidade, ocorr6encia e detecção devem ser estimados novamente, sendo assim ter-se-á um novo NPR que também deve ser identificado na tabela. Caso as ações não sejam tomadas, as respectivas colunas devem ficar em branco.
Sendo assim o preenchimento do corpo do relatório de FMEA estará completo, a Figura 15 representa o exemplo do mesmo:
Figura 15 – Corpo do Relatório de FMEA (Fonte: AIAG, 1998)
2.3.4 Considerações finais sobre a implementação do PFMEA
Realizado o devido preenchimento do relatório de FMEA pela equipe responsável e obtidos os resultados da implementação do mesmo após a execução das ações recomendadas, vale lembrar que tal documento deve ser considerado como um documento vivo, portanto revisões regulares devem ser feitas, reavaliações devem ocorrer sempre que houver mudança no produto ou no processo, um novo
problema potencial deve ser adicionado caso seja encontrado, e caso outra ação seja necessária, a análise deve ser repetida (GMC, 2007).
Todas essas observações são fundamentadas no principal foco dentro da qualidade, que é a melhoria contínua.
3 DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE IMPLEMENTAÇÃO
A necessidade de implementação do PFMEA no processo de montagem do eixo traseiro de uma determinada plataforma surgiu a partir da identificação de ruídos originados em tal eixo pela Estação de Verificação da Qualidade que avalia o parâmetro. Com o objetivo de descrever detalhadamente todas as etapas de implementação de tal ferramenta, será demonstrado este retrato que vem antes da aplicação da mesma.
3.1 ESTAÇÕES DE VERIFICAÇÃO DA QUALIDADE
Em todos os processos da montadora em questão existem Estações de Verificação da Qualidade no final de cada área, desde a Estamparia, passando pela Funilaria, Pintura, Tapeçaria, até chegar na Linha Mecânica.
As Estações de Verificação da Qualidade são responsáveis por avaliar se o produto chegou até a mesma sem nenhum defeito, sendo assim sua função é verificar a qualidade do produto até aquele ponto.
Caso sejam encontrados defeitos nas Estações de Verificação da Qualidade, estes impactarão os índices de qualidade da planta e ações serão necessárias com o objetivo de reparar tal defeito e, dependendo da gravidade do mesmo, pode ser necessária a retirada do produto da linha de montagem para futuro reparo, impactando ainda mais os índices de qualidade, caso contrário o veículo pode ser reparado na própria linha.
Em situações em que a ocorrência do defeito seja freqüente, medidas devem ser tomadas no processo em que o originou. Em algumas situações é difícil determinar inicialmente qual foi o processo que gerou certo defeito, pelo fato da possibilidade do mesmo acontecer em mais de um. Porém, determinado o processo, ações devem ser tomadas.
3.1.1 Estação de Verificação da Qualidade de Ruídos
Com relação à Estação de Verificação da Qualidade de Ruídos, a mesma encontra-se no Final da Linha Mecânica, sendo assim a avaliação é feita quando o veículo já está pronto e, portanto, fora da linha de montagem.
A função de tal EV é avaliar a ocorrência de ruídos em todos os veículos que passam pela mesma. A inspeção é realizada em 100% dos veículos que são produzidos.
Para avaliar a ocorrência de ruídos, existe uma pequena pista interna à fábrica que simula diversos tipos de terrenos diferentes.
O avaliador deve percorrer a pista por inteiro e, atendendo a todas exigências que tal avaliação demanda (vidros devem estar todos fechados, não deve existir nenhuma peça alheia ao veículo solta em seu interior, caso haja rádio, o mesmo deve estar desligado, e se houver passageiro, ele deve permanecer em silêncio), avaliar se há algum tipo de ruído que esteja fora do comum.
Caso surja algum ruído que gere dúvida, o circuito pode ser refeito.
3.1.2 Detecção do ruído
Abordando o nosso caso, o ruído em questão foi justamente detectado na EV descrita no item anterior.
Tal defeito surgiu em uma plataforma específica e a fonte emissora do ruído era o eixo traseiro. O problema é que esse defeito não era pontual, o mesmo se repetia semanalmente, gerando uma média de nove defeitos por semana, e a fonte era sempre o eixo traseiro do veículo.
Nesse caso, o cliente seria o usuário final e tal ruído não permitia a liberação do veículo.
