DFMEA a PFMEA: rozdíl mezi FMEA návrhu a FMEA procesu a kdy použít kterou

DFMEA a PFMEA se liší tím, co analyzujete. DFMEA, tedy analýza možných vad a jejich následků v návrhu, hledá, jak může návrh výrobku nesplnit své požadavky. PFMEA, tedy analýza možných vad a jejich následků v procesu, hledá, jak může výrobní nebo montážní proces selhat, takže výrobek nebude odpovídat návrhu. Potřebujete obě, a to v tomto pořadí.

Obě metody stojí na stejné logice: funkce, možné vady, následky, příčiny, opatření a hodnocení rizika. Liší se rozsahem, odpovědností, vstupy a výstupy. Článek vysvětluje, co každá z nich je, přehledně je srovnává, ukazuje, jak se na obě uplatní 7 kroků podle AIAG-VDA a priorita opatření, a na krátkém příkladu ukazuje, jak se z rizika v návrhu stane opatření v procesu.

Co je DFMEA?

DFMEA je zkratka anglického design failure mode and effects analysis, tedy analýza možných vad a jejich následků v návrhu. Jde o strukturovanou analýzu rizik výrobku, systému, subsystému nebo komponenty v době, kdy se ještě navrhuje. Tým sepíše funkce a požadavky návrhu a u každé funkce se ptá, jak může selhat, jaký by to mělo následek pro koncového uživatele a co v návrhu by to mohlo způsobit.

Typickými příčinami v DFMEA jsou konstrukční rozhodnutí: příliš tenká stěna, materiál, který za vysokých teplot příliš rychle stárne, sčítání tolerancí, které připouští kolizi dílů, nebo chybějící požadavek. Opatření jsou konstrukční. Preventivními opatřeními jsou například konstrukční pravidla, osvědčená řešení a simulace. Detekčními opatřeními jsou zkoušky a analýzy, které odhalí slabý návrh ještě před jeho schválením, například zkoušky prototypů nebo ověření návrhu.

Co je PFMEA?

PFMEA je zkratka anglického process failure mode and effects analysis, tedy analýza možných vad a jejich následků v procesu. Analyzuje každý krok výrobního nebo montážního procesu včetně příjmu, přepravy, skladování, přepracování a kontroly. U každého kroku se tým ptá, jak může krok selhat a nevytvořit znak výrobku, který vytvořit má, jaký je následek pro další operaci, závod, zákazníka a koncového uživatele a jaká příčina v procesu za tím stojí.

Typickými příčinami v PFMEA jsou příčiny v procesu: špatné nastavení stroje, opotřebený nástroj, chybějící díl, záměna dílu nebo chyba operátora. Opatření jsou procesní, například poka-yoke, kontrola seřízení, sledování parametrů, měření a kontrola. Jak se z těchto opatření stávají instrukce pro výrobu, podrobně vysvětluje náš článek PFMEA a kontrolní plán.

Jaký je rozdíl mezi DFMEA a PFMEA?

Stručně: DFMEA se ptá, zda bude výrobek fungovat, pokud se vyrobí správně. PFMEA se ptá, zda ho proces vyrobí správně. Tabulka srovnává obě metody bod po bodu.

Obě metody hodnotí význam, výskyt a odhalitelnost, každá ale na vlastní stupnici. V DFMEA výskyt vyjadřuje, jak pravděpodobná je příčina v návrhu při daných konstrukčních opatřeních. V PFMEA výskyt vyjadřuje, jak pravděpodobná je příčina v procesu při daných procesních opatřeních. Odhalitelnost v DFMEA znamená odhalit slabé místo zkouškami před schválením návrhu. Odhalitelnost v PFMEA znamená odhalit vadu nebo její příčinu v závodě dřív, než díl závod opustí.

Kdy použít DFMEA a kdy PFMEA?

DFMEA použijte, když vaše firma odpovídá za návrh: u nového výrobku, změny návrhu, nového použití stávajícího návrhu nebo nového provozního prostředí. Dodavatel, který vyrábí podle výkresu zákazníka, obvykle vlastní DFMEA nemá, ale PFMEA pro svůj proces potřebuje i tak.

PFMEA použijte u každého nového nebo změněného výrobního procesu: u nové linky, nového závodu, nového nástroje, změny procesu nebo přesunu výroby do jiného závodu. Při vývoji výrobku je DFMEA první a PFMEA začíná, jakmile je znám tok procesu. V automotive jsou obě výstupem APQP: DFMEA ve 2. fázi a PFMEA ve 3. fázi. Obě se překrývají a musí se aktualizovat po celý životní cyklus výrobku.

Jak vypadá postup v 7 krocích podle AIAG-VDA?

Většina dodavatelů pro automotive dnes postupuje podle příručky FMEA od AIAG a VDA, která poprvé vyšla v roce 2019. Popisuje jednu metodu v sedmi krocích, která platí pro DFMEA i PFMEA. Mění se jen obsah jednotlivých kroků.

1. Plánování a příprava
   Vymezte rozsah, tým, úkoly a nástroje. Příručka to shrnuje jako 5T podle anglických slov intent, timing, team, tasks a tools: záměr, termíny, tým, úkoly a nástroje.
2. Analýza struktury
   DFMEA: rozdělte výrobek na systém, subsystém a komponenty, obvykle pomocí blokového schématu. PFMEA: rozdělte proces na kroky a prvky práce, jako jsou stroj, materiál, metoda a lidé.
3. Analýza funkcí
   DFMEA: určete funkce a požadavky každého prvku, často pomocí P-diagramu. PFMEA: určete, čeho musí každý krok procesu dosáhnout, a znaky výrobku a procesu.
4. Analýza vad
   Pro každou funkci sestavte řetězec vady: následek vady, možnou vadu a příčinu vady.
5. Analýza rizik
   Zaznamenejte stávající preventivní a detekční opatření. Ohodnoťte význam, výskyt a odhalitelnost a z tabulky odečtěte prioritu opatření.
6. Optimalizace
   Naplánujte opatření pro položky s vysokou a střední prioritou, určete odpovědnou osobu a termín a po provedení opatření riziko ohodnoťte znovu.
7. Dokumentace výsledků
   Výsledky a provedená opatření předložte vedení a podle potřeby i zákazníkovi.

Proč se místo RPN používá priorita opatření?

Starší příručky FMEA řadily rizika podle rizikového prioritního čísla, RPN, tedy součinu významu, výskytu a odhalitelnosti. Slabinou je, že velmi odlišná rizika mohou mít stejné RPN. Vzácná vada s dopadem na bezpečnost tak mohla vyjít níž než častá kosmetická vada.

Příručka AIAG-VDA nahrazuje RPN prioritou opatření, AP. Tabulka přiřazuje každé kombinaci významu, výskytu a odhalitelnosti vysokou, střední nebo nízkou prioritu. Největší váhu má význam, potom výskyt a nakonec odhalitelnost. Vysoká priorita znamená, že tým musí přijmout opatření, nebo zdokumentovat, proč stávající opatření stačí. Stejná logika platí pro DFMEA i PFMEA, každá má vlastní hodnoticí tabulky.

Jak DFMEA navazuje na PFMEA a kontrolní plán?

DFMEA, PFMEA a kontrolní plán tvoří jeden řetězec. Potřeby zákazníka se do návrhu dostávají například pomocí metody rozvinutí funkce jakosti, QFD. DFMEA ukazuje, které znaky výrobku jsou kritické pro bezpečnost, dodržení předpisů nebo funkci. Z nich se na výkrese stávají zvláštní znaky.

PFMEA tyto znaky přebírá. U každého kroku procesu, který zvláštní znak vytváří nebo mění, tým analyzuje, jak může proces tento znak nedodržet. Následky z DFMEA se přebírají, takže význam následku pro koncového uživatele by měl být v obou dokumentech stejný. Procesní opatření z PFMEA pak přecházejí do kontrolního plánu s velikostí vzorku, četností a reakčním plánem.

1. Požadavky: požadavky zákazníka a legislativy, funkce a rozhraní.
2. DFMEA: rizika návrhu, konstrukční opatření a zvláštní znaky.
3. Výkres a specifikace: zvláštní znaky označené dohodnutými symboly.
4. Diagram toku procesu a PFMEA: rizika procesu pro každý krok se stejnými zvláštními znaky.
5. Kontrolní plán: jak se každé procesní opatření provádí v sériové výrobě.

Vazba funguje i opačným směrem. Když PFMEA ukáže, že plánovaný proces nedokáže znak spolehlivě vyrobit, měl by se to konstrukční tým dozvědět, dokud se návrh ještě dá změnit. Když se vada dostane k zákazníkovi, řešení problému, například 8D report, by mělo vést k aktualizaci PFMEA, a pokud je příčina v návrhu, také DFMEA.

Jak vypadá příklad DFMEA a PFMEA?

Tento krátký příklad je ilustrativní, nejde o případ klienta. Výrobkem je vstřikovaná plastová příchytka, která drží svazek kabelů na panelu karoserie. Její funkcí je udržet kabely na místě při vibracích a vysokých teplotách po celou životnost vozidla.

Obě analýzy se dívají na stejnou vadu ze dvou stran. DFMEA odstranila slabé místo v návrhu a určila tloušťku ramene západky jako zvláštní znak. PFMEA zajistila, aby proces vstřikování tuto tloušťku dodržel, a kontrolní plán stanoví, jak se v sériové výrobě kontroluje.

Jaké jsou nejčastější chyby v DFMEA a PFMEA?

• Příčiny z procesu v DFMEA: „operátor díl špatně smontuje“ patří do PFMEA. DFMEA má uvádět příčiny v návrhu.
• Příčiny z návrhu v PFMEA: chybná tolerance na výkrese je problém návrhu. Vraťte ji týmu DFMEA.
• Různý význam pro stejný následek: následek pro koncového uživatele a jeho význam by se v obou dokumentech měly shodovat.
• Zvláštní znaky ztracené cestou: znak označený v DFMEA chybí v PFMEA nebo v kontrolním plánu.
• FMEA jako papírování: DFMEA vyplněná až po schválení návrhu nebo PFMEA sepsaná jen kvůli auditu zákazníka už nic nezmění.
• Formulář vyplňuje jeden člověk: bez mezioborového týmu chybí analýze znalosti z vývoje, výroby a zkušebny.
• Žádná aktualizace po změnách a reklamacích: oba dokumenty se musí revidovat po každé změně návrhu nebo procesu a po každé reklamaci z provozu nebo od zákazníka.

Jak může pomoci interim expert na FMEA nebo inženýr kvality?

Mnoho závodů má FMEA, které existují na papíře, ale vadám nepředcházejí. DFMEA a PFMEA psaly různé týmy, zvláštní znaky si neodpovídají a kontrolní plán je zastaralý. Zkušený moderátor FMEA nebo interim manažer může vést workshopy, sladit DFMEA, PFMEA a kontrolní plán pro celou produktovou řadu, převést analýzu do formátu AIAG-VDA a zaučit vaše inženýry, aby ji udržovali aktuální.

GQ Interim má od roku 2011 za sebou více než 1 550 projektů ve výrobních a průmyslových firmách ve střední a východní Evropě, pro klienty jako Stellantis, Porsche, Siemens, Valeo nebo Magna. V naší databázi je 7 500+ ověřených expertů, mezi nimi moderátoři FMEA, inženýři kvality a inženýři kvality dodavatelů. Jsme certifikovaní podle ISO 9001 a TISAX. Podívejte se na naše experty na FMEA.

Závěr

DFMEA zajišťuje spolehlivý návrh. PFMEA zajišťuje, že proces dokáže tento návrh vyrobit. Pro obě používejte stejnou metodu v 7 krocích a prioritu opatření, s DFMEA začněte včas, s PFMEA hned, jakmile je znám tok procesu, a zvláštní znaky přeneste až do kontrolního plánu. Obě analýzy pak fungují jako jeden systém, který vadám předchází.

Často kladené otázky