Nová FMEA po třech letech

V tomto článku se pokusím shrnout dosavadní zkušenosti s touto „harmonizovanou“ metodikou. V létě 2019 vyšla po několika letech práce společné skupiny odborníků dlouho očekávaná metodika provádění analýzy FMEA, která v sobě spojuje přístup VDA a AIAG – nejvýznamnějších hráčů v oblasti normalizace v automobilovém průmyslu. V tomto článku se pokusím shrnout dosavadní zkušenosti s touto „harmonizovanou“ metodikou.

K čemu je FMEA?

První použití metody FMEA si vynutily požadavky na konstrukci proudových stíhacích letadel v USA. Konstruktérům začalo být zřejmé, že u tak složitého systému nelze všechny možné chybové stavy „vytestovat“. To se týká jak stavů, které v čase nastávají velmi zřídka, tak stavů, které je na zkušebně obtížné nasimulovat. FMEA je expertní metoda, která využívá znalostí týmu odborníků k vytvoření seznamu potenciálních vad a k jejich zhodnocení.

Někteří odborníci tvrdí, že největší hodnota FMEA spočívá v tom, že poskytuje strukturu pro to, aby si nejlepší konstruktéři, technologové, kvalitáři, ale i seřizovači nebo operátoři „pokecali“ o možných rizicích, spojených buď s konstrukcí výrobku (FMEA konstrukce), nebo s jeho výrobou (FMEA procesu). Výsledky takové diskuse jsou zaznamenány a na jejich základě se mohou přijmout opatření ke snížení rizika tam, kde je to potřeba.

Jiný názor se týká FMEA procesu: tím, že se kvantifikují rizika vzniku a zároveň odhalení vad při výrobě, můžeme při znalosti dopadů vad navrhnout nejlepší kontrolní plán. To znamená, že budeme měřit, kontrolovat či zkoušet jenom to, co je důležité a s četností, která odpovídá riziku. S co nejmenšími náklady tedy dosáhneme co nejvyšší kvality.

Jak FMEA funguje

Připomeňme si ve stručnosti, jak FMEA funguje. Na začátku je identifikace (nalezení, pojmenování) „failures“, vad či selhání. V češtině trochu zápasíme se správným překladem tohoto pojmu. Každá vada se zapisuje do jednoho řádku analýzy společně s jejím následkem a příčinou. Zkusme si to ukázat na příkladu z harmonizované příručky:

V každém řádku analýzy se tak musí objevit uvěřitelný příběh: Tím, že se stroj zastaví před dosažením správné polohy, došlo k tomu, že sintrované ložisko motorku nemá správnou axiální polohu. Následkem toho je, že se okno automobilu zavírá pomalu.

V další fázi analýzy se opět zabýváme třemi věcmi:

• závažností dopadu vady,
• pravděpodobností jejího výskytu,
• pravděpodobností, že vadu odhalíme kontrolou nebo prevencí zabráníme jejímu vzniku při současném stavu.

Na rozdíl od „klasické“ analýzy rizik tady přibylo třetí kritérium. Jestli je totiž v podstatě nemožné, aby vada unikla naší pozornosti, nebude pro nás mít takový význam, než kdyby ji bylo možné odhalit jen na základě složitého a málo spolehlivého měření.

V každém řádku analýzy tak získáváme ucelenou představu o tom, zda naše kontrolní a preventivní opatření jsou dostatečná a vyvážená. Je možné, že se nějakému riziku nevěnujeme dostatečně (a pak musíme hledat nové cesty hlavně v oblasti prevence). Je ale také možné, že se některému riziku věnujeme příliš (a pak nás to stojí zbytečné peníze a kapacitu).

Proč nová metodika

Tady se dopustím značné zkratky – v „anglicky mluvících“ zemích a firmách se pro analýzu FMEA dosud využívala metodika AIAG (Automotive Industry Action Group), zatímco v „německy mluvících“ se používala metodika VDA (Verband der Automobilindustrie). Tyto dvě metodiky se lišily a k těmto odlišnostem ještě přispívali korporátní zákazníci svými dodatečnými (a často nesmyslnými) požadavky.  To v mnoha případech zbytečně komplikovalo život dodavatelům a zároveň je demotivovalo. Nejnesmyslnějším požadavkem bylo prosazování určité hraniční hodnoty součinu RPN, která měla odlišovat přijatelné a nepřijatelné riziko. Před tímto nešvarem přitom paradoxně varovaly obě příručky – VDA i AIAG.

Jaké jsou dosavadní zkušenosti s novou metodikou

Při hodnocení dosavadních zkušeností musíme jednu věc „vytknout před závorku“. Aby analýza FMEA měla vůbec nějakou přidanou hodnotu, musí ji provádět skupina zkušených lidí z technologie, konstrukce, kvality, údržby atd. Takoví lidé ale mají zpravidla málo času. Jestli ale vypracování analýzy svěříme jednomu juniornímu kvalitáři, má výsledná analýza jenom hodnotu papíru, na kterém je vytištěna. Před takovým přístupem nová příručka výslovně varuje.

Zajímavý je postoj výrobců automobilů, promítnutý do specifických požadavků zákazníka (Customer Specific Requirements ve skratce CSR), které jsou doplňkem požadavků normy IATF 16949. Například FORD výslovně trvá na pokračování v původní metodice (příručka FORD je bezpochyby tím nejlepším, nejsrozumitelnějším a nejpraktičtějším, co bylo o FMEA napsáno). Renault-Nissan se o nové metodice vůbec nezmiňuje a nechává dodavatelům na výběr. Zajímavá je situace ve skupině Stellantis, který zahrnuje třeba Jeep a Chrysler nebo Citroën či Fiat. Jedna polovina této skupiny vyžaduje použití nové metodiky, druhá pak staré. MERCEDES-BENZ stejně jako BMW požadují aplikaci harmonizovaného FMEA přístupu.

Dosavadní zkušenosti s novou metodikou dobře shrnuje Christopher Kluse v časopise Journal of Management & Engineering Integration. Z rozsáhlé analýzy jsem převzal souhrnnou tabulku výhod a nevýhod, která velmi dobře koresponduje s naší zkušeností.

My se ve své práci dostáváme do styku s FMEA jako auditoři, jako lektoři či jako moderátoři. Můžeme proto potvrdit odhad Christophera Kluse, že nová metodika zvyšuje časovou náročnost ve srovnání s metodikou AIAG o zhruba 60%. To je problém právě vzhledem k tomu, že hodnotnou analýzu musí provádět vytížení odborníci. Americký autor Richard Harpster píše v časopise Quality Digest, že dodatečných šest sloupců v harmonizovaném formuláři nijak nepřispívá k rozpoznání rizik či jejich správnému hodnocení.

Harmonizovaná metodika prosazuje znázornění procesního toku stromovým diagramem místo diagramu vývojového. Tohle je pro technologa obtížně stravitelné sousto. Tady vyniká názornost a praktičnost metodiky FORD.

Pozitivně naopak hodnotíme odklon od dosud používaného hodnocení součinu RPN.

Co bude dál?

Riziková apetence lidí v naší části světa se snižuje a s tím narůstá tlak na snižování rizik. Vidíme, jak se požadavek na používání FMEA rozšiřuje do oblasti zdravotnických prostředků, železničních vozidel nebo letectví. Tam zatím podobné metodické bitvy neprobíhají, i když metodických otázek je často více než odpovědí.

Novým trendem je provádění takzvané reverzní FMEA. První kolo této analýzy by se mělo provést ještě u výrobce technologie, druhé pak ve zkušebním provozu. Technologové by se měli pokusit nasimulovat chybové stavy a „ošálit“ zabudované nástroje Poka Yoke. Výsledná zjištění pak obohatí původní FMEA. (Použití reverzní FMEA už požadují OEM výrobci např. Stellantis, Renault a FORD.)

Kdo kdy prakticky prováděl FMEA určitě ví, že to po chvíli začne být pěkná otrava. Soustředění klesá a s ním i schopnost pronikavé analýzy. Je potřeba zpracovat spoustu informací a čerpat z mnoha zdrojů. Odborníci se už delší dobu zabývají otázkou, jestli by nakonec FMEA nemohly provádět počítače, vybavené umělou inteligencí a „nakrmené“ rozsáhlými databázemi konstrukčních řešení, údajů o materiálech a vadách. Tohle asi nebude cesta pro drobného výrobce plastových čudlíků s pěti vstřikolisy. Pro výrobce přístrojů v palubní desce na plně automatizovaných linkách to možná cesta bude.

Jaký z toho udělat závěr? To necháme na čtenáři. Určitě se nejedná o mimořádný úspěch, který by dodavatelům zásadně usnadnil život, není to ale úplná tragédie. Je zapotřebí mít stále na paměti, že nejčastější zjištění při IATF auditech, že FMEA není živým dokumentem, nevyřeší žádná metodika, ale chce to změnu myšlení.

autor: Ivan Miller, spoluautor: Juraj Kliment