Failure Mode Effect Analysis (FMEA)

I løbet af 1960´erne videreudviklede militærets ingeniører på værktøjet, der skulle bruges til at analysere problemer, som potentielt kunne opstå i militære processer og systemer. Værktøjet blev eksempelvis brugt i forbindelse med Apollo-projektet (NASA er også en del af amerikanske militær), og opsendelsen af en raket til månen forklarer i virkeligheden ret godt, hvordan og hvorfor en FMEA er relevant for at sikre stabilitet og kontrol.

Forestil jer, at I skal sende en raket til månen, og hvor stor risikoen er for, at det kan gå galt. Hvis alle fejlmuligheder skal fjernes inden - hvornår tør I så sende raketten afsted? Her viste værktøjet sig som et kritisk element. Med FMEA kigges der ikke blot på, hvor alvorlig risikoen er, men også hvor ofte den forventes at opstå og vores evne til at opdage risikoen før, den får katastrofale konsekvenser.

Værktøjet fangede den amerikanske bilindustris opmærksomhed, hvilket medførte, at Automotive Industry Action Group (AIAG) implementerede værktøjet bredt i den amerikanske bilindustri. AIAG udviklede efterfølgende det, som blev til den mest brugte ”brugermanual” i USA, og som i dag kendes som: “Potential Failure Mode and Effects Analysis, 4th Edition”.

På samme tid i Europa udviklede det tyske Verband der Automobilindustrie (VDA) deres “VDA Volume 4 Manual”. Der var pludseligt to stærke interesseorganisationer, som hverisær havde deres egen manual. Den 3. juni 2019 kom disse to interesseorganisationer til enighed om én fælles manual eller håndbog, som fik titlen FMEA.

FMEA er et værktøj, som bruges til at identificere mulige defekter i designs, produkter, processer eller services (=>Failure Mode), samt til at estimere den potentielle konsekvens heraf (=>Effect Analysis). Med andre ord hjælper FMEA’en os med at finde kritiske design features, procestrin m.m. og med at finde ud af, hvordan vi skal addressere disse.

I Six Sigma universet
Fokuserer vi typisk på henholdsvis "Procces FMEA" (P-FMEA), der indgår som del af Six Sigma Yellow Belt træningen og "Design FMEA" (D-FMEA), der ligger udenfor den almindelige træning og fokuserer på Six Sigma Design.

Grundstrukturen i disse to tilgange er meget ens, men hvor P-FMEA fokuserer på de kritiske procestrin i en proces, fokuserer D-FMEA i stedet på de kritiske design features, der skal kontrolleres i produktdesignet. Mulighederne inden for brugen af FMEA synes uendelige, og grundstrukturen genbruges i flere forskellige slags FMEA'er med forskelligt fokus.

Se nedenstående eksempler:

• Process FMEA'er
• System FMEA'er
• Design FMEA'er
• Service FMEA'er
• Software FMEA'er
• Machine FMEA'er

Det ses også, at FMEA udvides til FMECA (Failure Mode Effect and Critical Analysis), der analyserer, hvor kritisk "Failure Mode" er for produktet, processen eller servicen.

I denne artikel fokuser vi på P-FMEA og grundstrukturen bag FMEA. P-FMEA'en er et levende dokument, som zoomer ind på de kritiske procestrin for at identificere kritiske risici, samt kvantificere dem.

En P-FMEA bruges typisk i følgende situationer:

• I forbindelse med udarbejdelse af kontrolplaner for nye eller modificerede processer.
• Når en ny proces, metode, krav eller teknologi skal introduceres.
• I arbejdet med procesoptimeringer.
• I forbindelse med udviklingen af kontrolmålinger/punkter.
• Ved overflytning af eksisterende processer til en ny fabrik, afdeling eller land.

Det er vigtigt at bruge den nødvendige tid på at identificere hvilke processer, der har brug for en P-FMEA. Det er spild af tid, hvis der bruges tid på at lave P-FMEA'er på ikke-kritiske processer.

Hvordan forstås en P-FMEA
En P-FMEA evaluerer de kritiske trin og deres effekt, så vi efterfølgende kan rangere disse trin på en skala fra 1-10 for tre variable. Jeg har vedlagt et eksempel fra en kundes skalering. Denne er meget klassisk samtidig med, at den både repræsenterer kundens oplevelse og produktionen af det fysiske produkt.

S - Severity
Beskriver hvor alvorligt det er, hvis en fejl (Failure Mode) forekommer. Fra 1 som er: ”kunden vil ikke bemærke det” til 10 som er ”nogen kommer fysisk eller psykisk til skade”.

O - Occurrence
Beskriver hvor ofte fejlen (Failure Mode) forekommer. Fra 1 som er: ”aldrig” til 10 som er: ”meget ofte”.

D - Detection
Beskriver hvor svært det er at opdage fejlen (Failure Mode). Fra 1 som er: ”opdager det altid” til 10 som er: ”umuligt at opdage”.

Efterfølgende udregnes Risk Priority Number (RPN) ved at gange de 3 faktorer.

Severity x Occurrence x Detection = RPN
Dette tal viser, hvor vigtigt det er at arbejde med at forbedre det potentielle Failure Mode. I gamle dage sagde man, at en procesejer ”skulle” forbedre, hvis en RPN score lå over 120. Det gør vi ikke længere. I dag bruges tallet i stedet til at prioritere og sammenligne processer. Data viser at, hvis virksomhederne har et specifikt mål for RPN, eller f.eks. et mål om at komme under 120 RPN, så har det signifikant indflydelse på, hvordan virksomhederne synes at score deres processer. Dette er ikke optimalt, og derfor findes der ikke længere disse slags mål i den internationale struktur. Selvom din RPN er 90, bør du stadig undersøge om, der findes simple, lette og enkle muligheder for at reducere din RPN.

Strukturen for en P-FMEA er følgende:

1. Sikr ejerskab og udvælg det team som skal lave P-FMEA'en. Det er ikke dig, men et TEAM, som skal producere P-FMEA'en
2. Tegn din proces op (eller gennemgå eksisterende tegning) og udfør en foranalyse
3. Afhold en P-FMEA workshop
4. Udregn RPN for alle relevante og kritiske procestrin
5. Uddel ansvar og aktiviteter, der skal udføres.
6. Følg op på opgaver og opdater din P-FMEA jævnligt

Ovenstående punkter indebærer en del arbejde og vigtige refleksioner, man skal gøre sig, som facilitator af en P-FMEA workshop. Brugen af FMEA værktøjet kræver erfaring og en stærk facilitator.

De fejl vi oftest ser, i gennemgangen af virksomheders FMEA'er, er:

• Et uengageret team og manglende ansvar.
• Flere ejere (f.eks. på forskellige fabrikker eller i forskellige lande). Der bør kun være én ejer.
• Fokus på en RPN på 120 og ikke generel risiko. Hurtige forbedringer er vigtige for kulturen.
• Failure Mode bliver registreret som ”Operatør/Menneskelig fejl”. Processer fejler, ikke mennesker!
• Resolutionen af Failure Mode (for højt eller lavt).
• At der ikke inddrages øvrige kvalitetsværktøjer i forbindelse med FMEA'en (Fiskeben, 5xHvorfor m.m.)
• Brugen af facilitatorer til FMEA-workshops, der udelukkende fokuserer på processen/designet. Facilitatoren bør fokusere på at værktøjet bruges korrekt, og ikke have interesse i selve processen/designet.

Afslutningsvist har vi lavet et lille eksempel på en proces, der forløber sig i forbindelse med en tur i svømmehallen. Vi har udvalgt et kritisk trin: pakning af en taske med svømmetøj. Der er flere mulige Failure Modes, men i dette eksempel tages der kun udgangspunkt i ét Failure Mode, samt én Effect og dertilhørende to årsager.

Vi håber, at denne artikel har givet dig en overordnet forståelse for grundstrukturen i FMEA, og lysten til at bruge værktøjet i din virksomhed. FMEA er et fantastisk værktøj, som alle optimeringsressourcer bør have i deres værktøjskasse, og derfor indgår FMEA også i alle internationale Six Sigma uddannelser.

Påbegynd jeres arbejde med FMEA allerede nu - vi garanterer, at brugen af FMEA vil skabe spændende dialoger i din virksomhed. Kontakt os, hvis I vil vide mere om FMEA eller ønsker hjælp til at implementering i jeres virksomhed her, eller tilmed jer en af vores Six Sigma uddannelser.