Pri DFMEA a PFMEA rozhoduje, čo analyzujete. DFMEA, teda analýza možných porúch návrhu a ich následkov, hľadá odpoveď na otázku, ako môže návrh výrobku nesplniť požiadavky. PFMEA, teda analýza možných porúch procesu a ich následkov, hľadá odpoveď na otázku, ako môže výrobný alebo montážny proces zlyhať pri výrobe výrobku podľa návrhu. Potrebujete obe, a to v tomto poradí.
Obe metódy majú rovnakú logiku: funkcie, druhy porúch, následky, príčiny, opatrenia a hodnotenie rizika. Líšia sa rozsahom, zodpovednosťou, vstupmi a výstupmi. V tomto návode nájdete, čo každá z nich je, porovnanie bod po bode, ako sa na obe uplatňuje 7 krokov podľa AIAG-VDA a priorita opatrení, a krátky príklad, ako sa z rizika v návrhu stane opatrenie v procese.
- DFMEA analyzuje návrh výrobku. PFMEA analyzuje proces, ktorým sa výrobok vyrába.
- DFMEA predpokladá, že diel je vyrobený podľa výkresu. PFMEA predpokladá, že návrh je správny, a skúma, čo môže pokaziť proces.
- DFMEA vychádza z blokovej schémy a P-diagramov. PFMEA vychádza z diagramu toku procesu.
- Špeciálne znaky a následky sa z DFMEA prenášajú do PFMEA a ďalej do kontrolného plánu.
Čo je DFMEA?
DFMEA je skratka anglického design failure mode and effects analysis, po slovensky FMEA návrhu. Je to štruktúrovaná analýza rizík výrobku, systému, subsystému alebo komponentu v čase, keď sa ešte navrhuje. Tím zapíše funkcie a požiadavky návrhu a pri každej funkcii zisťuje, ako môže zlyhať, aký by to malo následok pre koncového používateľa a čo by to v návrhu mohlo spôsobiť.
Typickými príčinami v DFMEA sú rozhodnutia v návrhu: príliš tenká stena, materiál, ktorý v teple príliš rýchlo starne, reťazec tolerancií, pri ktorom môžu diely kolidovať, alebo chýbajúca požiadavka. Opatrenia sú opatrenia v návrhu. Preventívnymi opatreniami sú napríklad konštrukčné pravidlá, osvedčené riešenia a simulácie. Detekčnými opatreniami sú skúšky a analýzy, ktoré odhalia slabý návrh pred jeho uvoľnením, napríklad skúšky prototypov alebo overovanie návrhu.
DFMEA nájde spôsoby, akými môže návrh výrobku zlyhať, ešte pred uvoľnením návrhu, takže tím môže zmeniť návrh namiesto toho, aby problémy riešil vo výrobe alebo u zákazníka.
Čo je PFMEA?
PFMEA je skratka anglického process failure mode and effects analysis, po slovensky procesná FMEA. Analyzuje každý krok výrobného alebo montážneho procesu vrátane príjmu, prepravy, skladovania, prepracovania a kontroly. Pri každom kroku tím zisťuje, ako môže krok nezabezpečiť znak výrobku, ktorý má vytvoriť, aký to má následok pre ďalšiu operáciu, závod, zákazníka a koncového používateľa a ktorá príčina v procese za tým stojí.
Typickými príčinami v PFMEA sú príčiny v procese: nesprávne nastavenie stroja, opotrebovaný nástroj, chýbajúci diel, nesprávny diel alebo chyba operátora. Opatrenia sú opatrenia v procese, napríklad ochrana proti chybám, kontrola nastavenia, sledovanie parametrov, meranie a kontrola. Ako sa z týchto opatrení stanú pokyny pre výrobu, podrobne vysvetľuje náš návod PFMEA a kontrolný plán.
Aký je rozdiel medzi DFMEA a PFMEA?
Stručne: DFMEA rieši, či bude výrobok fungovať, ak sa vyrobí správne. PFMEA rieši, či ho proces vyrobí správne. Tabuľka porovnáva obe metódy bod po bode.
| Hľadisko | DFMEA | PFMEA |
|---|---|---|
| Čo sa analyzuje | Návrh výrobku: systém, subsystém, komponent, rozhrania | Výrobný a montážny proces, krok po kroku |
| Hlavná otázka | Ako môže návrh nesplniť svoje funkcie a požiadavky? | Ako môže proces zlyhať pri výrobe výrobku podľa návrhu? |
| Základný predpoklad | Diel je vyrobený podľa výkresu a špecifikácie | Návrh je správny a spĺňa požiadavky |
| Kto zodpovedá a kto je v tíme | Inžinier zodpovedný za návrh, so skúšobňou, kvalitou, procesnými inžiniermi a dodávateľmi | Procesný alebo výrobný inžinier, s kvalitou, výrobou, údržbou, operátormi a vývojom |
| Kedy sa začína a končí | Začína sa pri koncepte návrhu, končí sa pred uvoľnením návrhu na výrobu nástrojov | Začína sa, keď je známy koncept a tok procesu, končí sa pred uvoľnením procesu do sériovej výroby |
| Vstupy pre štruktúru | Bloková schéma alebo hraničný diagram, P-diagram, požiadavky, matica rozhraní | Diagram toku procesu, zoznam zariadení, DFMEA, špeciálne znaky |
| Typické príčiny | Geometria, materiál, tolerancie, nedodržané konštrukčné pravidlá | Nastavenia, nástroje, prípravky, manipulácia s materiálom, pracovný postup operátora |
| Opatrenia | Konštrukčné pravidlá, simulácie, skúšky overovania a validácie návrhu | Ochrana proti chybám, kontrola nastavenia, sledovanie parametrov, kontrola a meranie |
| Hlavné výstupy | Zmeny návrhu, plán skúšok, špeciálne znaky na výkrese | Zmeny procesu, ochrana proti chybám, kontrolný plán a pracovné inštrukcie |
Obe používajú hodnotenie závažnosti, výskytu a detekcie, každá však vlastnú stupnicu. V DFMEA hodnotí výskyt, aká pravdepodobná je príčina v návrhu pri existujúcich opatreniach v návrhu. V PFMEA hodnotí výskyt, aká pravdepodobná je príčina v procese pri existujúcich opatreniach v procese. Detekcia v DFMEA znamená odhaliť slabé miesto skúškami pred uvoľnením návrhu. Detekcia v PFMEA znamená odhaliť chybu alebo jej príčinu v závode skôr, než diel odíde k zákazníkovi.
Kedy použiť DFMEA a kedy PFMEA?
DFMEA použite, keď vaša firma zodpovedá za návrh: pri novom výrobku, zmene návrhu, novom použití existujúceho návrhu alebo novom prevádzkovom prostredí. Dodávateľ, ktorý vyrába podľa výkresu zákazníka, vlastnú DFMEA zvyčajne nemá, PFMEA pre svoj proces však potrebuje.
PFMEA použite pri každom novom alebo zmenenom výrobnom procese: pri novej linke, novom závode, novom nástroji, zmene procesu alebo presune výroby na iné miesto. Pri vývoji výrobku prichádza na rad najprv DFMEA a PFMEA sa začína, hneď ako je známy tok procesu. V automobilovom priemysle sú obe výstupmi APQP: DFMEA v 2. fáze a PFMEA v 3. fáze. Obe sa prekrývajú a obe treba aktualizovať počas celej životnosti výrobku.
Aký je postup FMEA v 7 krokoch podľa AIAG-VDA?
Väčšina dodávateľov pre automotive dnes postupuje podľa príručky FMEA od AIAG a VDA, ktorá prvýkrát vyšla v roku 2019. Opisuje jednu metódu v siedmich krokoch, ktorá platí pre DFMEA aj PFMEA. Mení sa len obsah jednotlivých krokov.
- Plánovanie a prípravaUrčite rozsah, tím, úlohy a nástroje. Príručka to zhŕňa ako 5T podľa anglických slov intent, timing, team, tasks a tools: zámer, termíny, tím, úlohy a nástroje.
- Analýza štruktúryDFMEA: rozčleňte výrobok na systém, subsystém a komponent, zvyčajne pomocou blokovej schémy. PFMEA: rozčleňte proces na kroky a pracovné prvky, ako sú stroj, materiál, metóda a ľudia.
- Analýza funkciíDFMEA: pomenujte funkcie a požiadavky každého prvku, často pomocou P-diagramu. PFMEA: pomenujte, čo musí každý krok procesu dosiahnuť, a znaky výrobku a procesu.
- Analýza porúchPre každú funkciu zostavte reťazec porúch: následok poruchy, druh poruchy a príčinu poruchy.
- Analýza rizíkZapíšte súčasné preventívne a detekčné opatrenia. Ohodnoťte závažnosť, výskyt a detekciu a potom z tabuľky odčítajte prioritu opatrení.
- OptimalizáciaNaplánujte opatrenia pre položky s vysokou a strednou prioritou, určte zodpovednú osobu a termín a po zavedení opatrení riziko ohodnoťte znova.
- Dokumentácia výsledkovInformujte vedenie a podľa potreby aj zákazníka o výsledkoch a prijatých opatreniach.
Prečo sa namiesto RPN používa priorita opatrení?
Staršie príručky FMEA zoraďovali riziká podľa rizikového prioritného čísla, skrátene RPN: súčinu závažnosti, výskytu a detekcie. Slabinou je, že veľmi odlišné riziká môžu mať rovnaké RPN. Zriedkavá porucha s vplyvom na bezpečnosť mohla dostať nižšie skóre než častá vizuálna chyba.
Príručka AIAG-VDA nahrádza RPN prioritou opatrení, skrátene AP. Tabuľka priradí každej kombinácii závažnosti, výskytu a detekcie vysokú, strednú alebo nízku prioritu. Najväčšiu váhu má závažnosť, potom výskyt a nakoniec detekcia. Vysoká priorita znamená, že tím musí konať alebo zdokumentovať, prečo súčasné opatrenia stačia. Rovnaká logika platí pre DFMEA aj PFMEA, každá má vlastné hodnotiace tabuľky.
Nízka priorita opatrení, ktorá stojí len na dobrom hodnotení detekcie, je varovným signálom. V DFMEA aj PFMEA riziko priamo pri zdroji znižuje prevencia. Detekcia problém len nájde, keď už vznikol.
Sprievodca interim manažmentom pre výrobné firmy
Kedy prizvať interim experta na kvalitu na spustenie výroby, audit alebo eskaláciu od zákazníka a ako mu pripraviť zadanie.
- Kedy sa interim manažér oplatí
- Ako napísať mandát
- Prvých 30 dní, týždeň po týždni
Ako sa DFMEA premieta do PFMEA a kontrolného plánu?
DFMEA, PFMEA a kontrolný plán tvoria jeden reťazec. Potreby zákazníka sa dostávajú do návrhu napríklad pomocou nasadenia funkcie kvality. DFMEA ukáže, ktoré znaky výrobku sú kritické pre bezpečnosť, predpisy alebo funkčnosť. Z nich sa na výkrese stanú špeciálne znaky.
PFMEA tieto znaky preberá. Pri každom kroku procesu, ktorý špeciálny znak vytvára alebo mení, tím analyzuje, ako ho proces môže nedodržať. Následky sa preberajú z DFMEA, takže závažnosť následku pre koncového používateľa má byť v oboch dokumentoch rovnaká. Opatrenia v procese z PFMEA potom prechádzajú do kontrolného plánu s veľkosťou vzorky, frekvenciou a reakčným plánom.
- Požiadavky: požiadavky zákazníka a legislatívy, funkcie a rozhrania.
- DFMEA: riziká v návrhu, opatrenia v návrhu a špeciálne znaky.
- Výkres a špecifikácia: špeciálne znaky označené dohodnutými symbolmi.
- Diagram toku procesu a PFMEA: riziká procesu pre každý krok s rovnakými špeciálnymi znakmi.
- Kontrolný plán: ako sa každé opatrenie v procese vykonáva v sériovej výrobe.
Prepojenie funguje aj opačne. Keď PFMEA ukáže, že plánovaný proces nedokáže znak spoľahlivo vyrobiť, konštruktéri sa to majú dozvedieť, kým sa návrh ešte dá zmeniť. Keď sa chyba dostane k zákazníkovi, riešenie problému, napríklad 8D report, má aktualizovať PFMEA a, ak je príčina v návrhu, aj DFMEA.
Ako vyzerá príklad DFMEA a PFMEA?
Tento krátky príklad je ilustračný, nejde o prípad klienta. Výrobkom je vstrekovaná plastová príchytka, ktorá drží zväzok káblov na paneli karosérie auta. Jej funkciou je udržať káble na mieste pri vibráciách a teple počas celej životnosti vozidla.
| Prvok | DFMEA, návrh príchytky | PFMEA, vstrekovanie príchytky |
|---|---|---|
| Funkcia | Držať zväzok káblov minimálnou prídržnou silou pri vibráciách a teple | Vystreknúť ramienko západky v predpísanej hrúbke |
| Druh poruchy | Príliš nízka prídržná sila | Ramienko západky tenšie, než je predpísané, alebo nedostrek |
| Následok | Káble sa uvoľnia, hrkocú a môžu sa odierať o karosériu | Rovnaký následok pre koncového používateľa a navyše nepodarky a triedenie v závode |
| Príčina | Hrúbka ramienka predpísaná príliš malá pre materiál po tepelnom starnutí | Príliš nízky dotlak alebo opotrebovaná vložka formy |
| Preventívne opatrenie | Konštrukčná smernica pre zaklapávacie spoje, pevnostná simulácia | Sledovanie parametrov vstrekovania, plánovaná údržba formy |
| Detekčné opatrenie | Skúška odtrhnutia na prototypoch po tepelnom starnutí | Skúška prídržnej sily na vzorkách, kamerová kontrola západky |
| Výsledok | Hrubšie ramienko západky, hrúbka označená ako špeciálny znak | Hrúbka a prídržná sila doplnené do kontrolného plánu |
Obe analýzy sa pozerajú na tú istú poruchu z dvoch strán. DFMEA odstránila slabé miesto návrhu a hrúbku ramienka západky označila za špeciálny znak. PFMEA zabezpečila, aby proces vstrekovania túto hrúbku dodržal, a kontrolný plán určuje, ako sa hrúbka kontroluje v sériovej výrobe.
Aké sú najčastejšie chyby v DFMEA a PFMEA?
- Príčiny v procese v DFMEA: „operátor zle zmontuje“ patrí do PFMEA. DFMEA má uvádzať príčiny v návrhu.
- Príčiny v návrhu v PFMEA: nesprávna tolerancia na výkrese je problém návrhu. Vráťte ho tímu DFMEA.
- Rôzna závažnosť pri rovnakom následku: následok pre koncového používateľa a jeho závažnosť majú byť v oboch dokumentoch rovnaké.
- Špeciálne znaky, ktoré sa cestou stratia: znak označený v DFMEA chýba v PFMEA alebo v kontrolnom pláne.
- FMEA ako papierovanie: DFMEA vyplnená až po uvoľnení návrhu alebo PFMEA napísaná len pre audit zákazníka už nič nezmení.
- Formulár vypĺňa jeden človek: bez tímu z viacerých oddelení chýbajú analýze znalosti z vývoja, výroby a skúšobne.
- Žiadna aktualizácia po zmenách alebo reklamáciách: oba dokumenty treba revidovať po každej zmene návrhu alebo procesu a po každej reklamácii z prevádzky alebo od zákazníka.
Ako môže pomôcť interim inžinier pre FMEA alebo kvalitu?
Mnohé závody majú FMEA, ktoré existujú na papieri, ale poruchám nezabránia. DFMEA a PFMEA písali rôzne tímy, špeciálne znaky sa nezhodujú a kontrolný plán je zastaraný. Skúsený moderátor FMEA alebo interim manažér dokáže viesť workshopy, zosúladiť DFMEA, PFMEA a kontrolný plán pre celú rodinu výrobkov, previesť analýzu do formátu AIAG-VDA a zaškoliť vašich inžinierov, aby ju udržiavali aktuálnu.
GQ Interim má od roku 2011 za sebou 1 550+ projektov vo výrobných a priemyselných firmách v strednej a východnej Európe, pre klientov ako Stellantis, Porsche, Siemens, Valeo a Magna. V našej databáze je 7 500+ overených expertov vrátane moderátorov FMEA, inžinierov kvality a inžinierov kvality dodávateľov. Sme certifikovaní podľa ISO 9001 a TISAX. Pozrite si našu službu FMEA konzultant.
Záver
Vďaka DFMEA je návrh spoľahlivý. Vďaka PFMEA dokáže proces tento návrh vyrobiť. Na obe používajte rovnakú metódu so 7 krokmi a prioritou opatrení, DFMEA začnite včas, PFMEA hneď, ako poznáte tok procesu, a špeciálne znaky preneste až do kontrolného plánu. Potom obe analýzy fungujú ako jeden systém, ktorý chybám predchádza.
Získajte experta na FMEA pre vašu DFMEA a PFMEA ešte tento týždeň
Napíšte nám, o aký výrobok a zákazníka ide a aký máte termín. Ozveme sa s profilmi expertov, ktorí to už robili.
Často kladené otázky
Čo znamená DFMEA?
DFMEA znamená design failure mode and effects analysis, teda FMEA návrhu. Je to štruktúrovaná metóda, ktorou tím zisťuje, ako môže návrh výrobku zlyhať, aké by to malo následky a ktoré príčiny v návrhu za tým stoja, aby sa návrh dal zlepšiť pred jeho uvoľnením.
Aký je hlavný rozdiel medzi PFMEA a DFMEA?
DFMEA analyzuje návrh výrobku a predpokladá, že diel je vyrobený správne. PFMEA analyzuje výrobný a montážny proces a predpokladá, že návrh je správny. Výsledkom DFMEA sú zmeny návrhu a skúšky. Výsledkom PFMEA sú opatrenia v procese a kontrolný plán.
Čo je prvé, DFMEA alebo PFMEA?
Prvá sa začína DFMEA, už pri koncepte návrhu. PFMEA sa začína, keď je známy tok procesu, a DFMEA je pre ňu vstupom. V praxi sa obe prekrývajú a počas vývoja aj sériovej výroby sa aktualizujú spoločne.
Kto zodpovedá za DFMEA a PFMEA?
Za DFMEA zodpovedá inžinier zodpovedný za návrh. Za PFMEA zodpovedá procesný alebo výrobný inžinier. Obe potrebujú tím z viacerých oddelení vrátane kvality, skúšobne, výroby a podľa potreby aj dodávateľov a zákazníkov.
Je závažnosť v DFMEA a PFMEA rovnaká?
Pri rovnakom následku pre koncového používateľa by mala byť. PFMEA preberá následky z DFMEA, takže závažnosť pre koncového používateľa sa má zhodovať. PFMEA navyše hodnotí aj následky, ktoré DFMEA nepokrýva, napríklad nepodarky, prepracovanie alebo zastavenie výroby v závode.
Aký je rozdiel medzi DFMEA, PFMEA a systémovou FMEA?
Systémová FMEA sa zaoberá celým systémom a rozhraniami medzi jeho subsystémami. Je to FMEA návrhu na najvyššej úrovni. Príručka AIAG-VDA opisuje aj doplnkovú FMEA pre monitorovanie a reakciu systému, skrátene FMEA-MSR, pre poruchy, ktoré systém vozidla počas prevádzky sám zistí a zareaguje na ne.
Vyžaduje IATF 16949 DFMEA a PFMEA?
Áno, pre organizácie, na ktoré sa vzťahujú. IATF 16949 uvádza analýzu rizík návrhu výrobku, teda FMEA, medzi výstupmi návrhu v článku 8.3.5.1 a procesnú FMEA medzi výstupmi návrhu výrobného procesu v článku 8.3.5.2. Aj dodávateľ bez zodpovednosti za návrh potrebuje PFMEA.
Ktoré normy pre FMEA platia okrem AIAG-VDA?
SAE J1739 je norma SAE pre FMEA návrhu a procesu, ktorá sa používa hlavne v automobilovom priemysle v USA. IEC 60812 je všeobecná medzinárodná norma pre FMEA. Mnohí zákazníci majú navyše vlastné požiadavky na FMEA.
Dá sa na DFMEA aj PFMEA použiť ten istý softvér?
Áno. Špecializovaný softvér na FMEA zvládne obe a prepája DFMEA, PFMEA, špeciálne znaky a kontrolný plán v jednej databáze, takže zmenu v jednom dokumente možno preniesť aj do ostatných. Mnohé závody stále pracujú s tabuľkami, v ktorých sa toto prepojenie udržiava ťažšie.
