Analiza modurilor de defectare și a efectelor lor (AMDE) este o procedură sistematică pentru analiza unui sistem (a întregului sistem sau doar a unui ansamblu, subansamblu sau a unei componente ) în scopul identificării modurilor de defectare potențiale, a cauzelor și efectelor fiecărei defectări asupra funcționării sistemului. O definiție întrucâtva diferită a fost formulată de Goddard Space Flight Center (USA)Goddard Space Flight Center (GSFC), 431-REF-000370. Flight Assurance Procedure: Performing a Failure Mode and Effects Analysis. NASA/GSFC, 10 august 1996 : FMEA este o procedură prin care fiecare mod credibil de defectare a fiecărui item de la nivelul inferior de descompunere până la cel mai înalt nivel este analizat pentru a determina efectele asupra sistemului și a clasifica fiecare mod potențial de defectare, în conformitate cu severitatea efectului său. Echivalențele acestei proceduri sunt: în engleză failure mode, and effects analysis -FMEA; în franceză analyse des modes de défaillance et de leurs effets -AMDE. Această procedură a fost elaborată de inginerii experți în fiabilitate în anii '50-'60 pentru a studia problemele care pot apare din defectele de funcționare ale sistemelor militare și în proiectele NASA de asigurare a unei disponibilități maxime a echipamentelor militare strategice. Programele NASA care au folosit variante FMEA au fost: Apollo, Viking, Voyager, Magellan și Skylab. Ulterior, această procedură/metodă începe să fie aplicată și în alte domenii, mai ales în industria de automobile, la mijlocul anilor '70. În prezent este folosită în procesarea semiconductoarelor, în industria agro-alimentară, chimie, în industria materialelor plastice, software, în spitale, laboratoare medicale, sisteme școlare etc.
Obiectivele AMDE În mod ideal, AMDE este condusă în fazele de dezvoltare a proiectului produsului sau procesului de fabricație a produsului, deși conducerea unei AMDE pentru produse existente și procese existente poate aduce, de asemenea, beneficii substanțiale. Procedura AMDE joacă un rol esențial în programele de asigurare a fiabilității. Analiza AMDE este o metodă inductivă care permite să se realizezeo analiză calitativă a fiabilității sau a siguranței în funcționare a unui sistem, de la un nivel funcțional inferior, până la cel mai înalt nivel al sistemului.
Obiectivele AMDE sunt orientate spre următoarele: identificarea efectelor și a succesiunii de evenimente provocate de fiecare mod cunoscut de defectare, la diferitele niveluri funcționale ale sistemului; detectarea cauzelor generatoare ale disfuncționalității componentelor sau sistemului în ansamblu; clasificarea modurilor de defectare cunoscute, după ușurința cu care pot fi detectate, diagnosticate, simulate și conform cu mijloacele implementate pentru a găsi soluții și a menține (prin mentenanță) sistemul în stare de funcționare; stabilirea scărilor/claselor de semnificație și de probabilitate a defectărilor, cu condiția de a dispune de informațiile necesare; analiza consecințelor asupra mediului, siguranței în funcționare sau valorii produsului; prevederea unor acțiuni corective de înlăturare a cauzelor de apariție a defectelor; dezvoltarea unui plan de îmbunătățire a proiectării produsului/procesului, pentru diminuarea aparițiilor potențiale ale modurilor de defectare; determinarea necesităților de tehnologizare și modernizare a proceselor de producție (pentru FMEA de proces).Ion Verzea, Marc Gabriel, Daniel Richet, Managementul activității de mentenanță. Prefață de Marc Gabriel. Iași, Editura Polirom, 1999, ISBN 973-683-335-6, p. 69
Tipuri de analiză AMDE Se deosebesc mai multe tipuri de AMDE de bază: AMDE funcțională;
AMDE de proiect; AMDE de proces; AMDE pentru planuri de control; AMDE pentru mijloc de muncă/utilaj (Ion Verzea, op.cit. p. 68). În literatura de specialitate se mai citează și varianta AMDE de serviciiBogdan -Sorin Neagoe, Cercetări privind aplicarea Analizei Modurilor și a Efectelor Defectărilor în fabricația componentelor auto. Teză de doctorat, Universitatea "Transilvania" din Brașov, Brașov, 2012., precum și AMDE pentru software.
AMDE funcțională: după descompunerea ierarhică funcțională a sistemului pot fi evaluate funcțiunile elementelor de la diferitele niveluri, respectiv efectele defectărilor privind funcționarea, funcția sau starea unui element. Pot fi propuse măsuri de diminuare a defectărilor, pentru a limita consecințele defectărilor funcționale. Acest tip de FMEA poate fi folosit și pentru evaluarea unui software.
La AMDE de proiect, se examinează proiectul produsului la nivelul ansamblului general și la niveluri inferioare (subansambluri, componente), pentru care este disponibilă informația pentru stabilirea definiției și descrierea funcțiilor. Acest tip de AMDE permite să se verifice dacă produsul în faza de proiect realizează toate funcțiunile pentru care este proiectat.
AMDE de proces urmărește prevenirea erorilor în proiectarea proceselor și a defectelor în desfășurarea acestora. Se urmărește evidențierea cauzelor pentru defectări potențiale în timpul fabricării sau asamblării, ca rezultat al neconcordanței cu intenția inițială a proiectului de proces, sau a cauzelor pentru nereușita realizării specificațiilor tehnice ale proiectului de proces. Atunci când AMDE se aplică la un proces de fabricație, procedura este cunoscută ca PAMDE.
AMDE mijloc de muncă/utilaj este focalizat pe analiza mijloacelor de producție, în scopul diminuării numărului de rebuturi, a ratei de defectare și în vederea creșterii fiabilității și disponibilității. Acest tip de AMDE permite să se anticipeze riscurile asociate cu nefuncționarea sau funcționarea anormală a unei mașini, utilaj etc.
Procedura AMDE (FMEA) a fost extinsă prin dezvoltarea AMDEC (Analiza Modurilor de Defectare, a Efectelor și Criticității acestora), în engleză FMECA, procedură care include un mijloc de clasare a severității modurilor de defectare, în vederea stabilirii priorității contramăsurilor. AMDEC include criticitatea fiecărei defectări.
Procedura AMDEC este rezultatul a doi pași (sau două sub-analize): a) efectuarea AMDE; b) efectuarea analizei criticității. AMDE trebuie inițiată ca parte integrantă a procesului de proiectare a ansamblurilor funcționale ale sistemului și trebuie actualizată pentru a reflecta modificările în proiect, de la proiectul preliminar până la proiectul final.
Procedura pentru efectuarea FMECA a fost descrisă, inițial, în standardul militar american MIL-STD-1629A: Procedures for performing a failure mode, effects and criticality analysis. Department of Defense (USA), noiembrie 1980.
Etapele procedurii AMDE Procedura AMDE trebuie aplicată în faza inițială a procesului de proiectare a produsului sau procesului. Procedura trebuie să fie utilizată pentru a defini considerațiile asupra testelor speciale, punctelor de inspecție a calității, acțiunile de mentenanță preventivă, restricții operaționale, viața utilă (în perioada de maturitate) a produsului și alte activități necesare pentru a minimiza riscul de defectare
Pentru efectuarea AMDE de proiect -produs trebuie parcurși următorii pași :
a) Definirea sistemului de analizat. Definirea completă a sistemului include identificarea funcțiilor interne și de interfețe, a performanțelor așteptate de la toate nivelurile de descompunere ierarhică a sistemului, a restricțiilor sistemului și definițiile defectelor. Un sistem poate fi descompus în sub-sisteme, până la cele mai mici elemente care nu se mai pot descompune sau piese separate componente. Nivelul de descompunere ales presupune să se dispună de cunoștințe aprofundate și sigure asupra modurilor de defectare ale elementelor.
b) Construirea diagramelor bloc. Diagramele bloc funcționale evidențiază toate funcțiile esențiale ale sistemului, relațiile reciproce și interdependențele funcționale ale ansamblurilor/subansamblurilor. În diagramă, blocurile sunt conectate între ele prin linii care reprezintă intrările și ieșirile fiecărei funcțiuni. Pot fi necesare mai multe diagrame care acoperă diferitele faze de funcționare a sistemului. Trebuie indicate interfețele sistemului. O dată ce proiectarea sistemului avansează se poate elabora o diagramă bloc a componentelor. Se recomandă ca diagramele să evidențieze toate legăturile în serie ale structurii și relațiile redundante dintre elemente.
c) Se identifică toate modurile de defectare ale itemului/sistemului și interfețelor sistemului, cauzele lor precum și efectele lor asupra sistemului.
d) Se evaluează fiecare mod de defectare, în termenii celor mai rele consecințe potențiale care ar putea rezulta și se alocă diferitele categorii de clasificare a severității (gravității) efectelor finale.
e) Se identifică metodele și dispozițiile de detectare a defectărilor și măsurile de compensare pentru fiecare mod de defectare. Aceste măsuri de compensare sunt prevederi care pot preveni sau micșora efectul unei defectări asupra sistemului, de exemplu prevederea unor elemente redundante care permit continuarea funcționării sistemului, dacă unul sau mai multe elemente se defectează.
f) Se identifică acțiunile corective sau alte acțiuni necesare pentru a elimina defectul.
g) Se identifică efectele acțiunilor corective sau alte atribute ale sistemului, cum sunt cerințele pentru suportul logisticii.
h) Se elaborează raportul de analiză asupra AMDE și se face o sinteză a problemelor care nu ar putea fi corectate în procesul de proiectare. Se identifică controalele specifice, necesare pentru a reduce riscul de defectare.
Determinarea modului de defectare În analiza fenomenelor de defectare, primul aspect considerat este identificarea modurilor de defectare anticipate. Modul de defectare reprezintă felul în care un element sau un sistem nu-și mai îndeplinește funcția pentru care a fost conceput. Un mod de defectare poate fi observat prin efectul pe care defectarea îl are asupra unui element al sistemului. Pot fi identificate următoarele moduri generale de generare a defectărilorIon Verzea, Gabriel-Petru Luca, Managementul tripletei "Producție-Calitate- Mentenanță" prin metoda AMDEC. Ed. Performantica, Iași, 2013, pp. 80-85: refuz de pornire: la un moment dat, sistemul tehnic care a fost anterior dezactivat rămâne oprit ("nu pornește', "nu demarează"); refuz de oprire: la un moment dat, sistemul rămâne în stare de funcționare, refuză să-și înceteze funcționarea; pierderea funcției, în sensul că sistemul analizat se oprește în afara controlului utilizatorului. Pentru sisteme mecanice, acest mod de defectare se manifestă prin rupere, gripare, blocare etc.; pentru sisteme electrice, electronice, electromecanice pot apărea un scurtcircuit, arderea unei componente etc.; funcționare intempestivă : sistemul își activează funcționarea în afara controlului utilizatorului; la sisteme electronice, de exemplu, la alarme, declanșare intempestivă; la sisteme hidraulice, fenomenul de "lovitură de berbec", sau "șoc hidraulic"; funcționare degradată: fenomenele de uzură conduc la o degradare în timp a valorilor unor performanțe; pentru sisteme mecanice: jocuri, tensiune de strângere insuficientă; pentru sisteme electrice, electronice, electromecanice: perturbații, derivă parametru, uzură componentă etc. Cauzele defectărilor. Cauza unei defectări reprezintă motivul pentru care apare evenimentul inițiator al defectului. (Termenul "defect" este folosit, în contextul de față, în locul termenului "defectare"). Logica analizei defectărilor implică și identificarea și descrierea celor mai probabile cauze pentru fiecare mod de defectare. Indiferent de tipul de sistem tehnic analizat (mecanic, electric etc.) se pot identifica următoarele cauze generice (Ion Verzea, G. P .Luca, op. cit.,ref.3): cauze interne materialelor (fenomenul de îmbătrânire a materialelor, componentă în "moarte subită", oboseala materialelor, uzura etc.);