AMEF. Análisis de modo y efecto de fallas. Detección y análisis de fallas

Enviado por IVÁN JOSÉ TURMERO ASTROS

Introducción

Tradicionalmente, en los procesos de
comercialización de bienes y servicios, y con el objetivo
de satisfacer al cliente, las empresas se han visto en la
obligación de ofrecer garantías, es decir, de
comprometerse con el cliente por un período determinado a
reparar o sustituir de manera total o parcial los productos que
presenten defectos operacionales o de
construcción.

Aun cuando este compromiso representa tranquilidad para
el consumidor, el hecho de no poder disponer del producto durante
un período de reparación o sustitución, o
que éste se averíe con mucha frecuencia; representa
un motivo de insatisfacción, el cual se traduce como una
pérdida de prestigio para el proveedor.

De igual manera, en aquellos casos en que el producto o
servicio es utilizado en lugares remotos o en condiciones muy
críticas, la garantía pasa a un segundo plano y el
interés principal del cliente recae en que el producto no
falle.

Por estos motivos, es deseable colocar en el mercado un
producto o servicio que no presente defectos, y para tal fin en
el presente trabajo se expone el Análisis de modos y
efectos de fallas potenciales (AMEF) como un procedimiento
de gran utilidad para aumentar la confiabilidad y buscar
soluciones a los problemas que puedan presentar los productos y
procesos antes de que estos ocurran.

Cuando un proceso industrial presenta desviaciones en
sus parámetros, sus salidas generalmente no corresponden a
los valores normales dentro del rango de operación. Estas
desviaciones podrían ser causadas por desperfectos o mal
funcionamiento de los dispositivos implicados dentro de dicho
proceso.

Análisis de
modo y efecto de fallas (AMEF)

RESEÑA HISTORICA

La disciplina del AMEF fue desarrollada en el ejercito
de la Estados Unidos por los ingenieros de la National Agency of
Space and Aeronautical (NASA), y era conocido como el
procedimiento militar MIL-P-1629, titulado "Procedimiento para la
Ejecución de un Modo de Falla, Efectos y Análisis
de criticabilidad" y elaborado el 9 de noviembre de 1949; este
era empleado como una técnica para evaluar la
confiabilidad y para determinar los efectos de las fallas de los
equipos y sistemas, en el éxito de la misión y la
seguridad del personal o de los equipos.

En 1988 la Organización Internacional para la
Estandarización (ISO), publicó la serie de normas
ISO 9000 para la gestión y el aseguramiento de la calidad;
los requerimientos de esta serie llevaron a muchas organizaciones
a desarrollar sistemas de gestión de calidad enfocados
hacia las necesidades, requerimientos y expectativas del cliente,
entre estos surgió en el área automotriz el QS
9000, éste fue desarrollado por la Chrysler Corporation,
la Ford Motor Company y la General Motors Corporation en un
esfuerzo para estandarizar los sistemas de calidad de los
proveedores; de acuerdo con las normas del QS 9000 los
proveedores automotrices deben emplear Planeación de la
Calidad del Producto Avanzada (APQP), la cual necesariamente debe
incluir AMEF de diseño y de proceso, así como
también un plan de control.

Posteriormente, en febrero de 1993 el grupo de
acción automotriz industrial (AIAG) y la Sociedad
Americana para el Control de Calidad (ASQC) registraron las
normas AMEF para su implementación en la industria, estas
normas son el equivalente al procedimiento técnico de la
Sociedad de Ingenieros Automotrices SAE J – 1739.

Los estándares son presentados en el manual de
AMEF aprobado y sustentado por la Chrysler, la Ford y la General
Motors; este manual proporciona lineamientos generales para la
preparación y ejecución del AMEF.

Actualmente, el AMEF se ha popularizado en todas las
empresas automotrices americanas y ha empezado a ser utilizado en
diversas áreas de una gran variedad de empresas a nivel
mundial.

ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLAS POTENCIALES
(AMEF)

El Análisis de modos y efectos de fallas
potenciales, AMEF, es un proceso sistemático para la
identificación de las fallas potenciales del diseño
de un producto o de un proceso antes de que éstas ocurran,
con el propósito de eliminarlas o de minimizar el riesgo
asociado a las mismas.

Por lo tanto, el AMEF puede ser considerado como un
método analítico estandarizado para detectar y
eliminar problemas de forma sistemática y total, cuyos
objetivos principales son:

Reconocer y evaluar los modos de fallas potenciales
y las causas asociadas con el diseño y manufactura de
un producto.
Determinar los efectos de las fallas potenciales en
el desempeño del sistema.
Identificar las acciones que podrán eliminar
o reducir la oportunidad de que ocurra la falla
potencial.
Analizar la confiabilidad del sistema.
Documentar el proceso

Aunque el método del AMEF generalmente ha sido
utilizado por las industrias automotrices, éste es
aplicable para la detección y bloqueo de las causas de
fallas potenciales en productos y procesos de cualquier clase de
empresa, y así como también es aplicable para
sistemas administrativos y de servicios.

REQUERIMIENTOS DEL AMEF

Para hacer un AMEF se requiere lo siguiente:

Un equipo de personas con el compromiso de mejorar
la capacidad de diseño para satisfacer las necesidades
del cliente.
Diagramas esquemáticos y de bloque de cada
nivel del sistema, desde subensambles hasta el sistema
completo.
Especificaciones de los componentes, lista de piezas
y datos del diseño.
Especificaciones funcionales de módulos,
subensambles, etc.
Requerimientos de manufactura y detalles de los
procesos que se van a utilizar.

BENEFICIOS DEL AMEF

La eliminación de los modos de fallas potenciales
tiene beneficios tanto a corto como a largo plazo. A corto plazo,
representa ahorros de los costos de reparaciones, las pruebas
repetitivas y el tiempo de paro. El beneficio a largo plazo es
mucho mas difícil medir puesto que se relaciona con la
satisfacción del cliente con el producto y con sus
percepción de la calidad; esta percepción afecta
las futuras compras de los productos y es decisiva para crear una
buena imagen de los mismos.

Por otro lado, el AMEF apoya y refuerza el proceso de
diseño ya que:

Ayuda en la selección de alternativas durante
el diseño
Incrementa la probabilidad de que los modos de
fallas potenciales y sus efectos sobre la operación
del sistema sean considerados durante el
diseño
Proporciona una información adicional para
ayudar en la planeación de programas de pruebas
concienzudos y eficientes
Desarrolla una lista de modos de fallas potenciales,
clasificados conforme a su probable efecto sobre el
cliente
Proporciona un formato documentado abierto para
recomendar acciones que reduzcan el riesgo para hacer el
seguimiento de ellas
Detecta fallas en donde son necesarias
características de auto corrección o de leve
protección
Identifica los modos de fallas conocidos y
potenciales que de otra manera podrían pasar
desapercibidos
Detecta fallas primarias, pero a menudo
mínimas, que pueden causar ciertas fallas
secundarias
Proporciona un punto de visto fresco en la
comprensión de las funciones de un sistema

FORMATO Y ELEMENTOS DEL AMEF

Para facilitar la documentación del
análisis de fallas potenciales y sus consecuencias, la
empresa Ford estandarizó un formato para la
realización del AMEF; sin embargo, dado que cada empresa
representa un caso particular es necesario que éste sea
preparado por un equipo multidisciplinario integrado por personal
con experiencia en diseño, manufactura, ensamblaje,
servicio, calidad y confiabilidad. Es muy importante que,
aún cuando se realicen modificaciones, se mantengan los
siguientes elementos:

·
Encabezado.

Tipo De AMEF: se debe especificar si el AMEF a
realizar es de diseño o de proceso.
Nombre/Número De Parte O Proceso: Se debe
registrar el nombre y número de la parte, ensamble o
proceso que se está analizando. Utilice sufijos,
cambie letras y/o el número de Reporte de
Problema/solicitud de cambio (CR/CR), según
corresponda.
Responsabilidad De Diseño/Manufactura: Anotar
el nombre de la operación y planta de manufactura que
tiene responsabilidad primaria de la maquinaria, equipo o
proceso de ensamble, así como el nombre del
área responsable del diseño del componente,
ensamble o sistema involucrado.
Otras Áreas Involucradas: Anotar cualesquier
área/departamento u organizaciones afectadas o
involucradas en el diseño o función del (los)
componente(s), así como otras operaciones
manufactureras o plantas involucradas.
Proveedores Y Plantas Afectadas: En listare
cualquier proveedor o plantas manufactureras involucradas en
el diseño o fabricación de los componentes o
ensambles que se están analizando.
Vehículo (S)/Año Modelo (depende de
donde se está haciendo): Registra todas las
líneas de vehículos que utilizarán la
parte/proceso que se está analizando y el año
modelo.
Fecha De Liberación De Ingeniería:
Indica el último nivel de Liberación de
Ingeniería y fecha para el componente o ensamble
involucrado.
Fecha Clave De Producción: Registrar la fecha
de producción apropiada.
Preparado Por: Indicando el nombre, teléfono,
dirección y compañía del ingeniero que
prepara el AMEF.
Fecha Del AMEF: Anotar la fecha en que se
desarrolló el AMEF original y posteriormente, anotar
la fecha de la última revisión del
AMEF.
Descripción/propósito del
proceso.
Anotar una descripción simple del proceso u
operación que se está analizando e indicar tan
brevemente como sea posible el propósito del proceso u
operación que se esté analizando.

MODO DE FALLA POTENCIAL

Se define como la manera en que una parte o ensamble
puede potencialmente fallar en cumplir con los requerimientos de
liberación de ingeniería o con requerimiento
específicos del proceso. Se hace una lista de cada modo de
falla potencial para la operación en particular; para
identificar todos los posibles modos de falla, es necesario
considerar que estos pueden caer dentro de una de cinco
categorías:

Falla Total
Falla Parcial
Falla Intermitente
Falla Gradual
Sobrefuncionamiento

SEVERIDAD

El primer paso para el análisis de riesgos es
cuantificar o medir la severidad de los efectos, éstos
efectos son evaluados en una escala del 1 al 10, donde 10 se
considera lo más severo.

EFECTOS DE FALLA POTENCIAL

El siguiente paso del proceso de AMEF, luego de definir
la función y los modos de falla, es identificar las
consecuencias potenciales del modo de falla; ésta
actividad debe de realizarse a través de la tormenta de
ideas y una vez identificadas estas consecuencias, deben
introducirse en el modelo como efectos.

Se debe asumir que los efectos se producen siempre que
ocurra el modo de falla. El procedimiento para Consecuencias
Potenciales es aplicado para registrar consecuencias remotas o
circunstanciales, a través de la identificación de
modos de falla adicionales, el procedimiento es el
siguiente:

Se comienza con un modelo de falla (MF-1), y una lista
de todas sus consecuencias potenciales

Separar aquellas consecuencias que se asumen como
resultado siempre que MF-1 ocurra, éstas se identifican
como efectos MF-1

Se escriben modos de falla adicionales para las
consecuencias restantes (consecuencias que pudiesen resultar si
MF-1 ocurre, dependiendo de las circunstancias bajo las cuales
ocurra). Los nuevos modos de falla implican que las consecuencias
inusuales ocurrirán al incluir las circunstancias bajo las
cuales ocurren.

Separar las consecuencias que se asumen si
resultarán siempre que los modos de falla y sus
circunstancias especiales ocurran; éstas se deben
identificar como efectos de los modos de fallas
adicionales.

CAUSAS DE FALLAS POTENCIALES

Luego de que los efectos y la severidad han sido
listadas, se deben de identificar las causas de los modos de
falla.

En el AMEF de diseño, las causas de falla son las
deficiencias del diseño que producen un modo de falla.
Para el AMEF de proceso, las causas son errores
específicos descritos en términos de algo que puede
ser corregido o controlado.

OCURRENCIA

Las causas son evaluadas en términos de
ocurrencia, ésta se define como la probabilidad de que una
causa en particular ocurra y resulte en un modo de falla durante
la vida esperada del producto, es decir, representa la remota
probabilidad de que el cliente experimente el efecto del modo de
falla.

CONTROLES ACTUALES

Los controles actuales son descripciones de las medidas
que previenen que ocurra el modo de falla o detectan el modo de
falla en caso de que ocurran. Los controles de diseño y
proceso se agrupan de acuerdo a su propósito:

Tipo 1: Estos controles previenen la causa o el
modo de falla de que ocurran, o reduce su ocurrencia

Tipo 2: Estos controles detectan la causa del
modo de falla y guían hacia una acción
correctiva

Tipo 3: Estos controles detectan el modo de falla
antes de que el producto llegue al cliente

DETECCIÓN

La detección es una evaluación de las
probabilidades de que los controles del proceso propuestos
(listados en la columna anterior) detecten el modo de falla,
antes de que la parte o componente salga de la localidad de
manufactura o ensamble.

NÚMERO DE PRIORIDAD DE RIESGO
(NPR)

El número de prioridad de riesgo (NPR) es el
producto matemático de la severidad, la ocurrencia y la
detección, es decir:

NPR = S * O * D

Este valor se emplea para identificar los riesgos
más serios para buscar acciones correctivas.

ACCIONES RECOMENDADAS

Cuando los modos de falla han sido ordenados por el NPR,
las acciones correctivas deberán dirigirse primero a los
problemas y puntos de mayor grado e ítems críticos.
La intención de cualquier acción recomendada es
reducir los grados de ocurrencia, severidad y/o detección.
Si no se recomienda ninguna acción para una causa
específica, se debe indicar así.

Un AMEF de proceso tendrá un valor limitado si no
cuenta con acciones correctivas y efectivas. Es la
responsabilidad de todas las actividades afectadas al implementar
programas de seguimiento efectivos para atender todas las
recomendaciones.

El grupo de trabajo puede no tener las respuestas
para todos los puntos, pero el análisis les obliga a
buscarlas. Además, la información sobre el modo de
producirse el efecto del fallo de un elemento es útil para
otros elementos del sistema u otros análisis.

Medición:

P = Probabilidad del suceso.

D = Probabilidad de que dañe a componentes
próximos.

S = Gravedad del fallo para el sistema.

X Valor.

(1) Muy pequeña o nula.

(2) Pequeña.

(3) Mediana o importante

(4) Grande.

(5) Muy grande o Catástrofe.

EL PAPEL DEL AMEF EN LOS SISTEMAS DE
CALIDAD

Se pueden considerar como los objetivos principales de
cualquier sistema de calidad, la prevención y la
solución de problemas.

Para la prevención de problemas los sistemas de
calidad emplean el Despliegue de la Función Calidad (QFD),
el Análisis del Árbol de Falla (FTA), el
Análisis de Árbol de Falla Reverso (RFTA), la
Planeación de la Calidad del Producto Avanzada (APQP) y el
AMEF, éste último es empleado tanto de manera
directa como indirecta a través de la APQP y del
Diseño de Experimentos (DOE), el cual es un elemento
importante para la prevención y la solución de
problemas; en cuanto a ésta última los sistemas de
calidad utilizan principalmente el Mejoramiento Continuo, el
Sistema Operativo de Calidad (QOS), las ocho disciplinas para la
solución de problemas (8D) y el Plan de Control, cuya
elaboración requiere directamente del AMEF, de
herramientas de Control Estadístico de Proceso (SPC) y la
consideración de las características especiales
establecidas a través del AMEF.

RELACIÓN DEL AMEF CON LAS NORMAS ISO
9000

Las normas ISO 9000 solo definen directrices y modelos,
no indican procedimientos a ser implementados ni las estrategias
correspondientes que deberán ser definidas por cada
empresa.

La serie ISO 9000 es especialmente aplicable cuando es
necesario comprobar al cliente, como requisito contractual, que
están siendo considerados un conjunto de parámetros
de calidad previamente establecidos. En estos casos, el cliente
exige contractualmente la comprobación de la calidad, no
sólo del proyecto de desarrollo.

Entre los requerimientos establecidos en la norma
9000:2000 se hace referencia al control de diseño y al
control del proceso, en sus cláusulas se establece como
requisito la verificación de los mismos incluyendo un
análisis de fallas y de sus correspondientes efectos. Esta
verificación debe confirmar que los datos resultantes del
proyecto cumplen las exigencias establecidas, a través de
actividades de control de proyecto, tales como la
realización y registro del análisis crítico
de proyecto. El AMEF puede ser considerado particularmente como
uno de los métodos mas útiles y eficientes para tal
fin.

Detección y
análisis de falla

Reseña histórica

Se han realizado muchas investigaciones para la
detección y el diagnostico de fallas, mediante la
aplicación de algoritmos matemáticos y modelos de
señales.

Las primeras investigaciones se realizaron al principio
de la década de los 70, basadas en el diseño de
observadores y uso de filtros. Mas adelante se desarrollo el
principio de redundancia analítica.

Posteriormente se implemento por primera vez, un sistema
de monitoreo especializado para la detección y
análisis de fallas en una planta nuclear

En los últimos años han sido investigadas
y aplicadas técnicas prometedoras como lo son: el espacio
de paridad, la lógica difusa y las redes neuronales, entre
otras.

Formación del personal

En sistemas de mantenimiento descentralizado, cada
jefe de equipo puede recurrir a sus compañeros o
mandos, con el fin de obtener refuerzos para el
urgente.
Los oficiales de reparaciones por fallas deben estar
preparados para su trabajo. Ocurre con frecuencia el tener
que llevar a cabo trabajos de distintos tipos, por lo que se
ha llevado a cabo preparar oficiales con conocimientos
prácticos en la detección de fallas:

– Mecánicos

– Eléctricos

– Neumáticos e hidráulicos
conjuntamente.

ASISTENCIA PARA LA REPARACIÓN DE
FALLAS

Tomada la decisión, deben seguirse entre otras
las siguientes normas:

a) Nunca debe hacerse excesiva fuerza al
desmontar las piezas.
b) Los cojinetes de bolas, de rodillos, o de
agujas deben manejarse con cuidado.
c) Procurar no dañar juntas ni
empacaduras, pues suelen ser elementos muy
sensibles.
d) No debe utilizarse aire comprimido para
limpiar las piezas que hay que desmontar. La suciedad se
quedará en la maquina.
e) Usar siempre aceite limpio para engrasar las
superficies de las piezas desmontadas que así lo
requieran. Así mismo para secar las piezas utilice
papel o trapos que no dejen fibras sobre ellas.
f) Mantener en buen orden la zona de
trabajo.
g) Mantener en toda intervención una
alta calidad de trabajo,
h) Asegurarse de que el aceite o la grasa se
introducen en el punto correcto.
h) No reparar una maquina o instalación
sin tratar de localizar la causa de la falla.
i) Informar correctamente y de forma clara de
la intervención llevada a cabo al jefe de
equipo.
j) Estar atentos siempre a las reglas de
seguridad.
k) Mantener un constante contacto con los
superiores (jefes) para informar de las dificultades y
sugiriendo posibles soluciones.
l) Antes de dar por terminado avisar al jefe de
equipo

NORMAS GENERALES PARA DETECTAR FALLAS

Normas para fallas mecánicas,
Normas para fallas eléctricas,
Normas para fallas hidráulicas y
neumáticas.

Normas para fallas mecánicas

La fuente de energía suele ser un
motor.
Inspeccionar la transmisión de potencia,
observando las correas de transmisión:
Si la transmisión es por cadena: comprobar si
ésta está en buenas condiciones.
Si es la transmisión por acoplamiento:
comprobar el correcto funcionamiento, sobre todo el
deslizamiento.

Diagramas de funcionamiento:

No se representa más que un ciclo de la
operación o secuencia a realizar, y no se representan los
arranques o paradas de motores, a menos que estas operaciones se
repitan en los ciclos.

Un diagrama funcional es un diagrama del tipo
"recorrido-tiempo". En el eje de abscisas se suele representar el
tiempo, mientras que en el de ordenadas los
recorridos.

NORMAS PARA DETECTAR AVERIAS
ELECTRICAS

Para facilitar la detección rápida de
averías eléctricas es esencial disponer del
diagrama funcional o al menos del esquema eléctrico. Pero
aun con estos esquemas, el técnico electricista debe
pensar de una forma lógica y dividir el sistema
eléctrico en circuitos mas o menos
independientes.

LOCALIZACION DE AVERIAS EN LOS SISTEMAS DE
DISTRIBUCION

Las averías en estos sistemas se manifiestan
generalmente por el fallo en el funcionamiento de los aparatos,
fusibles fundido, indicadores de los aparatos detectores de
tierra, humo o recalentamiento de algún cable. Los
cortocircuito y faltas de cortocircuito son relativamente
fáciles de localizar y los manifiestan respectivamente los
fusibles fundidos y la falta de voltaje.

LOCALIZACION DE AVERIAS EN APARATOS DE
MANIOBRA

Para el buen funcionamiento de los motores son
esenciales los aparatos de maniobra y gobierno, pero estos
lamentablemente son con frecuencia olvidados. Las averías
en tales aparatos ocasionan defectos de funcionamiento, fallos en
los arranques, e incluso en ocasiones, la destrucción de
algún órgano importante de una maquina o
instalación.

Análisis
generalizado de fallas

El análisis de fallas en sistemas
eléctricos ha evolucionado a la par que las herramientas
de cálculo numérico. Los primeros estudios
recibieron el nombre genérico de cortocircuito y a la
fecha todavía se le aplica este nombre, asignado al
análisis de fallas trifásicas en sistemas
eléctricos, bajo ciertas suposiciones que simplificaban el
análisis. Actualmente, es posible realizar simulaciones
sobre una variedad de sistemas y fallas y bajo un menor
número de suposiciones, con lo que se permite obtener
resultados más precisos para la coordinación de
protecciones en redes eléctricas. Estas simulaciones se
conjuntan en lo que se ha dado a conocer bajo el nombre de
análisis generalizado de fallas.

Esta metodología permite el análisis
sistemático de fallas balanceadas o desbalanceadas en un
sistema eléctrico de potencia o distribución. Estas
fallas, normalmente se clasifican en:

FALLAS EN DERIVACIÓN:

? Línea a tierra.
? Doble línea a tierra.
? Entre líneas.
? Trifásica a tierra.
? Trifásica sin aterrizar.

FALLAS EN SERIE:

? Una fase abierta
? Dos fases abiertas

INSTRUMENTOS DE DIAGNÓSTICO DE
FALLAS

1. Predicen o permiten conocer los defectos de
los equipos.
2. Determinan las causas de la maquinaria o
miden el grado en que pueden rendir.
3. Están diseñados como aparatos
portátiles, capaces de soportar el uso en las
condiciones normales de taller.
4. Su aplicación es para reconocimiento
temporal pero no para una revisión continua y de
control.

Conclusiones

1.- Es evidente la gran importancia y el alcance de los
beneficios que proporciona el Análisis de Modo y Efectos
de Falla Potencial como una herramienta para examinar todas las
formas en que un producto o proceso pueda fallar; además
se hace una revisión de la acción que debe tomar
para minimizar la probabilidad de falla o el efecto de la
misma.

2.- Dado que para la mayoría de los productos y
procesos no resulta económico llevar a cabo el AMEF para
cada componente, se hace necesaria la realización de los
elementos críticos que deben ser sometidos al
mismo.

3.- Aunque el AMEF es muy valioso como una
técnica de advertencia temprana, la prueba definitiva
viene dado por el uso del producto por parte del cliente. Sin
embargo la experiencia de campo llega demasiado tarde, y es
aquí donde resalta la importancia de que ésta sea
precedida por el AMEF para que las empresas puedan simular el uso
de sus productos y procesos en el campo de trabajo.

Bibliografía

BALDIN, Asturias. Manual de Mantenimiento de
Instalaciones Industriales.
L.C. Morrow. Manual de Mantenimiento
Industrial. Tomo I, II Y III. Edición McGRAW-
HILL
ROSALES, Robert. Manual de Mantenimiento
Industrial

Autor:

Quero, Thaemy

Rivero, Nurdy

Rodríguez, Reina

Silva, Suamery

PROF.: ING. SCANDRA MORA

Enviado por:

Iván José Turmero Astros

Monografias.com

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

"ANTONIO JOSE DE SUCRE"

VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

PLANIFICACIÓN Y CONTROL DE MANTENIMIENTO

PUERTO ORDAZ, SEPTIEMBRE DE 2006