Significado, tipos e importancia de FMEA

Jul 28, 2023

El análisis de modos y efectos de fallas (FMEA) es un método proactivo de evaluación de riesgos que ayuda a identificar y evaluar modos de fallas potenciales y sus efectos en un producto o proceso. Este método encuentra aplicación en industrias como la automotriz, aeroespacial y manufacturera, donde se utiliza para mejorar la calidad y confiabilidad de productos y procesos.

FMEA involucra un equipo de expertos que analizan un sistema o producto para determinar la probabilidad de modos de falla y sus efectos. Este análisis se realiza en un proceso paso a paso y los resultados se utilizan para desarrollar acciones correctivas para mitigar fallas.

Pero ¿qué es el modo de fallo? El modo de falla se refiere a un elemento, componente, sistema, función o proceso con una probabilidad de falla distinta de cero. Entendámoslo con un ejemplo de motocicleta. El freno de disco de la motocicleta funciona gracias a la fricción entre el rotor y las pastillas de freno. Ahora, varios eventos, como derrames de petróleo en la carretera o lluvias intensas, pueden resultar en una reducción de la fricción, lo que eventualmente provoca fallas en los frenos y un accidente. Estos eventos se conocen como modos de falla.

FMEA identifica modos y efectos de fallas y prioriza su resolución o eliminación antes de que se lance el producto.

En las décadas de 1940 y 1950, el ejército de los Estados Unidos desarrolló un método llamado “análisis de modos y efectos de falla” para mejorar la confiabilidad de los sistemas de armas, aviones y misiles. Durante la Segunda Guerra Mundial, el ejército estadounidense se enfrentó a numerosos fallos en los sistemas de armas, lo que provocó la pérdida de vidas y recursos.

Luego, los militares desarrollaron un enfoque sistemático para identificar y abordar posibles modos de falla en los sistemas de armas. Este enfoque implicó analizar cada componente y subsistema de las armas para exponer posibles puntos de falla y sus causas y efectos en el desempeño del sistema. El ejército también desarrolló métodos para cuantificar la probabilidad y gravedad de cada modo de falla y priorizar su remediación.

Después de la guerra, el FMEA se adaptó y aplicó en otras industrias para mejorar la confiabilidad y seguridad de sus productos y procesos. En la década de 1960, el FMEA se incorporó al programa Apollo de la NASA, donde se utilizó para determinar posibles modos de falla en la nave espacial y sus subsistemas.

Desde entonces, el FMEA se ha utilizado ampliamente como herramienta de mitigación de riesgos en varias industrias, como la electrónica, las telecomunicaciones y la atención médica.

FMEA se basa en varios estándares que describen el proceso de FMEA y brindan orientación sobre cómo realizar un FMEA. Veamos algunos de los estándares FMEA más reconocidos:

FMEA utiliza un enfoque estructurado para reconocer posibles modos de falla y desarrollar soluciones para prevenir esas fallas. Veamos los pasos seguidos en AMEF:

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El AMEF se clasifica principalmente en tres tipos: AMEF de diseño (DFMEA), AMEF de proceso (PFMEA) y AMEF de sistema (SFMEA). Cada tipo se centra en una etapa diferente del ciclo de vida del producto o proceso y tiene un objetivo diferente.

DFMEA se realiza durante la fase de diseño del producto. DFMEA tiene como objetivo mejorar el diseño del producto descubriendo y abordando problemas potenciales antes de que el producto se lance al mercado. Esto implica evaluar las características que pueden tener un impacto regulatorio y de seguridad en el producto. Puede incluir la evaluación de las propiedades de los materiales utilizados (lubricidad, viscosidad o elasticidad), geometría del producto, tolerancias, ruido de ingeniería, etc.

DFMEA suele emplearse en las siguientes industrias:

PFMEA se realiza durante el proceso de fabricación o producción. Esto implica localizar fallas que pueden conducir a una reducción de la confiabilidad del proceso, la seguridad de la fuerza laboral y la insatisfacción del cliente. También implica evaluar factores o errores humanos, analizar métodos, materiales y máquinas utilizadas en el proceso comercial, examinar las métricas de medición en las que se basa la aceptación del producto y explorar los factores ambientales que afectan el proceso comercial.

PFMEA se utiliza normalmente en las siguientes industrias:

SFMEA se realiza durante la fase de servicio o mantenimiento. Los siguientes sectores dependen del SFMEA para evaluar los riesgos:

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En las industrias modernas donde el énfasis está en la alta calidad, confiabilidad y seguridad, FMEA es una herramienta crucial para descubrir fallas potenciales en productos, procesos o sistemas antes de que afecten a todo el sistema.

Según un informe de 2023 de Grand View Research, el mercado de evaluación de riesgos tuvo una valoración de 5.980 millones de dólares en 2022 y se estima que crecerá a una tasa compuesta anual del 6,1% de 2023 a 2030. El informe cita que en 2022, el sector industrial, que depende de máquinas para la producción, obtuvo los ingresos generales máximos entre todos los verticales (automotriz, alimentos y bebidas, electrónica de consumo, industrial, atención médica y otros) con una participación del 30,03%.

Las evaluaciones de riesgos se realizan utilizando varios métodos, como el análisis de peligros, AMEF y análisis de árbol de fallas (FTA). Sin embargo, la importancia del FMEA en las industrias modernas es cuantificable por las siguientes razones:

FMEA permite a las empresas resolver posibles fallas antes de que afecten negativamente al negocio. Al abordar los problemas desde el principio, las empresas pueden mejorar la calidad de los productos y procesos, aumentar la satisfacción del cliente y reducir la probabilidad de costosas retrabajos, reclamaciones de garantía o retiradas de productos.

En industrias como la aeroespacial, la sanitaria y la automotriz, donde la seguridad es una preocupación crítica, FMEA desempeña un papel esencial al rastrear los posibles riesgos de seguridad y sus causas. Luego, las empresas pueden tomar medidas para eliminar los riesgos y garantizar la seguridad de los empleados y clientes.

Con FMEA, las empresas pueden evitar costosas reparaciones, tiempos de inactividad y retrabajos, lo que se traduce en importantes ahorros de costes y una mayor eficiencia.

Muchas industrias están sujetas a estándares de cumplimiento regulatorio que requieren el uso de técnicas de gestión de riesgos como FMEA. Al utilizar FMEA, las empresas pueden garantizar el cumplimiento de los estándares regulatorios.

A medida que el FMEA mejora la calidad de los productos y procesos, mejora la seguridad y reduce los costos, las empresas inevitablemente obtienen una ventaja competitiva sobre sus rivales. Pueden construir una reputación positiva por sus productos de alta calidad, mayor seguridad y satisfacción del cliente, lo que lleva a una mayor participación de mercado y rentabilidad.

Al comprender los riesgos potenciales que revela el FMEA y tomar acciones correctivas, las empresas pueden desarrollar productos y procesos innovadores que satisfagan las necesidades y expectativas de los clientes.

Además de estos beneficios, el AMEF se ha vuelto aún más importante en las industrias modernas debido a la creciente complejidad e interconectividad de productos, procesos y sistemas. El surgimiento de nuevas tecnologías como la inteligencia artificial (IA), el aprendizaje automático (ML) y el Internet de las cosas (IoT) ha agregado una nueva dimensión al proceso de gestión de riesgos, lo que hace que sea más difícil identificar y mitigar fallas potenciales.

Hoy en día, se utilizan varias tecnologías y herramientas modernas para realizar AMEF para mejorar la efectividad y eficiencia de productos y procesos. Algunas de las herramientas más comunes utilizadas en el AMEF moderno incluyen:

A medida que la tecnología continúa avanzando, podemos esperar que se desarrollen herramientas y técnicas más sofisticadas para mejorar aún más el proceso FMEA.

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FMEA seguirá evolucionando a medida que las industrias adopten nuevas tecnologías. Un desarrollo potencial es el mayor uso de algoritmos de IA y ML para analizar datos y determinar posibles modos de falla. Esto podría conducir a procesos AMEF más eficientes y precisos.

Otro desarrollo potencial es la integración de FMEA en el proceso de gestión del ciclo de vida del producto (PLM). Esto podría permitir una gestión de riesgos más integral, desde el diseño hasta el final de su vida útil, durante todo el proceso de desarrollo del producto. Además, a medida que las empresas priorizan la sostenibilidad y el impacto ambiental, el FMEA se puede utilizar para encontrar riesgos ambientales potenciales y mejorar la sostenibilidad del producto.

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Fuente de la imagen: Shutterstock

Investigador de IA