FMECA, l'analisi di processo e di manutenzione industriale

La Failure Modes, Effects and Criticality Analysis (FMECA) è una metodologia di studio affidabilistico, ampiamente utilizzata in ambiti come analisi di processo e manutenzione industriale.

La FMECA fu sviluppata dalla NASA nel 1949 e utilizzata durante il progetto del programma spaziale Apollo.

Procedura per Failure Mode, Effects, e Criticality Analysis (FMECA)

In Italia fu utilizzata per la prima volta dal gruppo Fiat Auto nel 1985.

La FMECA si fonda su due principi fondamentali:

1. Scomposizione gerarchica dell’entità in sottogruppi a complessità decrescente, fino ad arrivare al livello di dettaglio voluto (eventualmente fino ai componenti elementari)
2. Esecuzione dell’analisi di affidabilità ad ogni livello, cioè la determinazione di modo, causa, meccanismo ed effetto del guasto a quel livello, valutando in modo opportuno la criticità dell’entità in esame

La scomposizione dell’entità viene effettuata a partire dall’entità complessiva (esempio: macchina utensile), per arrivare fino al livello di dettaglio desiderato. Potenzialmente, si può arrivare fino al livello del singolo componente. 

Scomposizione gerarchica dell’entità sotto esame in sottogruppi a complessità decrescente

La scomposizione dell’entità può essere fatta basandosi su due criteri.

• Il primo è quello della scomposizione in base al rischio associato ai guasti delle entità critiche
• Il secondo è quello della scomposizione guidata dai compiti di supporto logistico della manutenzione

Dopo la scomposizione, viene effettuata un’analisi delle criticità, che ha come scopo la quantificazione del rischio operativo di ciascun modo di guasto. Per fare ciò, si assegna un “indice di criticità”, che può essere calcolato con diverse modalità. Una delle modalità per definire questo indice è il RISK PRIORITY NUMBER, che è un numero che va da 1 a 1000 e viene calcolato con la seguente formula:

Analisi delle criticità

• O = Occurrence, cioè la probabilità di accadimento stimata per il guasto, più è alta e più è probabile che il guasto si verifichi. Ad esempio, O = 1 indica che il guasto avviene con una frequenza inferiore a uno ogni 25000 ore, mentre O = 10 significa che avviene un guasto ogni ora
• S = Severity, cioè la gravità degli effetti del guasto, più è alta e più il guasto è severo. Ad esempio, S = 1 indica che il processo di produzione mantiene i propri parametri nei limiti e quindi non viene inficiata la qualità del prodotto, mentre S = 10 indica che il guasto rende l’entità inutilizzabile creando un rischio per gli operatori e potenzialmente anche un rischio ambientale
• D = Detectability, cioè la facilità con cui il guasto può essere rilevato in anticipo, più è alta e più è difficile notare il guasto. Ad esempio, D = 1 indica che il guasto verrà sicuramente rilevato e che quindi i controlli del macchinario non sono necessari, mentre D = 10 indica che è impossibile rilevare il guasto

Una volta scelta la scala per i 3 fattori, essa viene usata per calcolare l’indice di rischio RPN per ciascun guasto dell’entità. Fatto il calcolo si procede all’ordinamento dei diversi guasti per indice di rischio RPN decrescente. È quindi importante individuare quali sono i guasti con l’RPN maggiore. Per fare ciò possono essere usate varie tecniche, ad esempio l’analisi di Pareto. Una volta individuati i modi di guasto più critici, si procederà all’individuazione e proposta degli interventi da mettere in opera nel piano di manutenzione. Invece, i modi di guasto a minor indice di rischio vengono riconsiderati solamente al termine dell’individuazione degli interventi di manutenzione richiesti per i modi di guasto a maggior rischio, per valutare la possibilità di pianificare manutenzioni opportunistiche.

L’ultima fase è quella che riguarda l’individuazione delle azioni correttive e pianificazione della manutenzione. In questa fase sono individuate le azioni correttive per prevenire o limitare una causa di guasto. Tra le azioni correttive che sono tipicamente sotto la responsabilità della manutenzione, sono da contemplare:

• Provvedimenti a carattere non periodico di manutenzione migliorativa (piccole modifiche di progetto di impianto)
• Le revisioni periodiche al piano di manutenzione corrente, con le relative modifiche a procedure ed interventi di manutenzione corrente
• Le modifiche alla gestione dei ricambi di manutenzione, come ad esempio, una modifica delle politiche di gestione delle scorte, o la scelta di rifornirsi con materiali di maggior qualità

Alla fine dell’analisi FMECA, tramite il procedimento rigoroso applicato e le tecniche di analisi sopra citate, si otterrà un piano che indichi chiaramente quali sono le parti più critiche dell’entità sotto esame, così da poter concentrare i propri sforzi per il miglioramento delle criticità relative a queste parti.

La FMECA è una tecnica ampiamente utilizzata per una definizione quantitativa delle criticità del tuo impianto di produzione. 

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