FMEA - HATA TÜRLERİ VE ETKİLERİ ANALİZİ ( HTEA )

HATA TÜRLERİ VE ETKİLERİ ANALİZİ (HTEA - FMEA)

HTEA Kavramı
Hata türleri ve etkileri analizi (HTEA), riskleri tahmin ederek hataları önlemeye yönelik güçlü bir analiz tekniğidir. HTEA; sistem, tasarım, süreç veya serviste oluşabilecek hataların değerlendirmesini yapan ve bu tür hataların değerlerinin sürekli azaltılmasını hedefleyen özel bir metodolojidir.

HTEA bir ürün yada süreçte bilinen veya olası hataların, önceki deneyimler yada teknoloji ile belirlenmesi ve bunların engellenmesi için yapılan planlamadan oluşan analitik bir tekniktir.

HTEA, hataların etkisini ve bunları önlemenin adımlarını saptamaya yarayan sistematik bir yaklaşımdır. HTEA güvenilirlik mühendisliğinin bir parçası olarak ürün ve süreç hatalarını analiz eder.

HTEA, tasarım, süreç, sistem ve hizmet ile ilgili bilinen veya olası hataları, yanlışları ve problemleri müşteriye ulaşmadan belirlemeyi, tanımlamayı ve ortadan kaldırmayı amaçlayan mühendislik tekniğidir.

Hata; tatmin etmeyen performans,
Tür; hatanın kendini belli etme şekli, hatanın tezahürü, hatanın şekli,
Etki; nedenin sonucu,
Analiz; bir maddenin veya konunun nelerden oluştuğunun anlaşılması için yapılan işlemler şeklinde tanımlanabilir.
Hata türü; bir elemanın fonksiyonunu yerine getirememesi durumudur.
Hata etkisi; bir hata oluştuğunda sistemi ya da müşteriyi nasıl etkileyeceğidir.
Hata sebebi; hatanın oluşmasını sağlayan olumsuz durumdur.

Yöntem ise her bir ürün, parça veya işlem için olası tüm hata türlerini, son kullanıcıya olan etkilerini ve bu hata türlerine sebep oluşturan nedenlerin değerlendirilmesidir. Hata istenmeyen bir özellik, kusur olarak bilindiğinden üründe, sistemde süreç yada serviste ortaya çıkabilecek bir hatanın maliyeti hem iç üretim maliyetlerinde hem de tüketici tatminsizliği olarak satış performansına yansır.

HTEA sistematik bir yaklaşımdır, çünkü,

·    Tüm ürün bileşenleri göz önüne alınır,

·    Her bileşen için bütün hata türleri teşhis edilmelidir,

·    Analizin tüm adımları kaydedilir.

HTEA yönteminin uygulanabilmesi için aşağıda belirtilen 4 adet ön şart herkes tarafından anlaşılmalı ve takip edilmelidir:

·   Öncelikle müşteri belirlenmelidir.
·   İncelenen fonksiyon ve amaç herkes tarafından bilinmelidir.
·   Problemlerin önceliği belirlenmelidir.
·   Düzeltici faaliyetlerde devamlı iyileşme sağlanmalıdır.

Başarılı bir HTEA uygulaması:

·   Her hatanın sebeplerini ve etkilerini belirler.
·   Potansiyel hataları tanımlar.
·   Olasılık, şiddet ve saptanabilirliğe bağlı olarak hataların  önceliğini ortaya çıkarır.
·  Problemlerin takibini ve düzeltici faaliyetlerin uygulanmasını sağlar                                                                                                                                                                               

Elde edilen sonuçlar iyileştirme programlarına dönüştürülebiliyorsa HTEA uygulaması başarılıdır denilebilir. Tüm organizasyon tarafından devamlı iyileşme konusu benimsenmezse dinamik bir HTEA programından bahsedilemez. Genellikle HTEA çalışmaları iki ayı geçmemeli ve konu küçük kapsamlar halinde ele alınmalıdır.

HTEA sürecine baktığımızda sistem şu şekilde ilerlemektedir:

HTEA çalışmaları, ürün tüketicinin eline geçmeden dizayn faaliyetlerinin son aşamalarında ve ürün prosesi esnasında kağıt üzerinde veya bilgisayar destekli olarak gerçekleştirilir. Bu çalışmada proses ve tasarım aşamaları adım adım incelenerek ortaya çıkabilecek hatalar belirlenir. Daha sonraki adımlarda hataların ortaya çıkması durumunda, çıkabilecek hatanın potansiyel hata kaynakları belirlenir. Burada hataların ortaya çıkma olasılığı, hatanın müşteri gözündeki anlamı hataların yakalanabilme olasılığı faktörleri değerlendirilerek risk öncelik sayısı belirlenir.Alınması gereken önlemler HTEA formlarına aktarılır ve analiz edilir. HTEA yalın bir sisteme uygulandığında çok etkili olmaktadır. Karmaşık sistemlerde  potansiyel hataların çok sayıda ve birbirine girmiş olması, sebeplerin tespit edilebilirliğinin ekonomik olmaması  HTEA uygulamalarını güçleştirmektedir.
HTEA metodunun, özellikle uygulanması gereken  durumlar;
·    Yeni bir ürün geliştirilirken,
·    Mevcut ürün veya parçalarda revizyon yapılması düşünülürken,
·    Ürün ya da sistem değişikliklerinde,
·    Sistemde özel güvenlik isteyen veya problemli olan parçalar varken,
·    Mevcut parça ve ürünlerin yeni sistemde kullanılması gerekirken

HTEA’nın tarihçesi

HTEA disiplini, ABD ordusunda geliştirilmiştir. “Hata Türü, Etkileri ve Riskinin Analizi Üzerine Prosedürler” diye adlandırılan Askeri Prosedür MIL-P-1629, 9Kasım1949 tarihinde başlatılmıştır. Sistem ve donatım hatalarının etkilerinin belirlenmesi için güvenilir bir teknik olarak kullanılmıştır.

1969da NASA tarafından,aya insan indirecek olan APOLLO projesinde uygulanmaya başlandı.Bu ürünün tek olması ve yüksek maliyeti nedeniyle, hiçbir parça veya sistemin arıza yapmaması isteniyordu.Tüm sistemi yedeklemenin yüksek maliyetine katlanmamak için HTEA uygulandı.

1970-1975 arasında, ABD Uçak Sanayisinde kullanılan HTEA’nın ilk endüstriyel uygulamasını 1975 yılında Japon NEC firması başlatmış ve daha sonra bu uygulama bütün dünyada yaygınlaşmıştır.

1980 yılında FORD tarafından otomotiv sanayisinde uygulaması başlatılmış, sistemde değişiklik yapılarak çok karmaşık olan askeri uygulama basitleştirilmiştir. Bu yöntem, Fransız Renault ve Citroen otomotiv şirketlerince AMDEC olarak isimlendirilmiştir.

1993 yılında Otomotiv Endüstrisi Faaliyet Grubu (AIAG) ve Amerikan Kalite Kontrol Topluluğu (ASQC) endüstri çapında HTEA standardı oluşturmuştur. Bu standart HTEA yapısı QS 9000 standardının geliştirilmesinde işbirliği yapan Chrysler, Ford ve General Motors şirketleri tarafından kabul edilmiştir.

HTEA’ nın kalite sistemindeki yeri:

Güvenilirlik (bir aletin veya sistemin verilen bir zaman süresi boyunca ve verilen çalışma koşulları altında, kendisinden beklenen işlevleri uygun bir şekilde yerine getirmesi olasılığıdır) ürün kalitesinin en önemli kriteri olmasının yanında müşteri tatmini açısından da çok önemli bir göstergedir.

Bu nedenle ürünün veya sürecin güvenilirliğini sağlamak için atılacak adım, ortaya çıkabilecek olan hataların türlerini ve bunların ürün ya da sürece etkilerini belirleyebilecek bir risk analizinin yapılması ve sürecin güvenilirliğinin kontrol altına alınmasıdır.

Bir HTEA çalışmasının öncelikli amacı;
·  Olası hataları, bunların neden ve sonuçlarını önceden; henüz bir ürünün imalatının planlanması aşamasında ya da geliştirme ve tasarım aşamasında belirlemek ve bu verileri değerlendirmek,
·  Hataları tamamen ortadan kaldıracak ve ya azaltacak önlemler almaktır
·  Ürün veya süreçte oluşabilecek potansiyel hataları önceden belirleyerek bu hataların oluşmasını engellemek.
·  Nihai ürünün müşteri ihtiyaç ve beklentilerini karşıladığından emin olmak için, planlanan imalat ve montaj süreçleriyle bağlantılı olarak bir ürünün tasarım karakteristiklerini analiz etmek.
·  Montaj veya imalat süreci için, sistemin dayandığı neden ve ilkeleri de yazılı hale getirmek.

Bu amaçlardan da anlaşılacağı üzere , HTEA toplam kalite sisteminin ayrılmaz bir parçasıdır.

Bu anlayışla bakıldığında hataların önlenmesine yönelik olarak eski ve yeni düşünce sistemi karşılaştırıldığında şu durum ortaya çıkmaktadır:

Eski Düşünce	Yeni Düşünce
Iskarta(hurda)ların gözlenmesi	Iskarta(hurda)ların önüne geçilmesi
Güvenirliğin ortaya konması	Güvensizliğin azaltılması
Problemlere çözüm üretilmesi	Problemlerin önlenmesi

Hata Türleri ve Etkileri Analizi, ürünlerin ve süreçlerin geliştirilmesinde öncelikli olarak hata riskinin ortadan kaldırılmasına odaklanan ve bu amaçla yapılan faaliyetleri belgelendiren bir tekniktir.

Şekil   1: Toplam kalite sisteminde HTEA'nın rolü

         HTEA aynı zamanda QS 9000’in beş ana unsurundan biridir. Bu beş ana unsur;

         APQP: Kalite planlama prosesi (Advanced product quality planning)

         SPC: İstatistiki proses kontrol

         MSA: Ölçüm sistemleri analizi

         PPAP: Üretim parçası onay prosesi

         HTEA: Hata türleri ve etkileri analizi

Şekil   5: ana unsur ile kontrol planı ilişkisi

HTEA'nın sağladığı faydalar:

HTEA ile elde edilen bilgiler tasarımda, üretim sürecinde değişiklikler yapma, kullanılan malzemeyi değiştirme, kalite kontrol ve kalite muayene ölçütlerini tekrar gözden geçirme gibi kararların verilmesinde kullanıldığından, yöntem karar verme aracı olarak da değerlendirilir. HTEA aşağıdaki fonksiyonların gerçekleştirilmesini sağlar.

·     Ürün, süreç yada hizmette hataların oluşturacağı en küçük bir zararın bile oluşumunun engellenmesini sağlamak için hata türlerini sistematik olarak gözden geçirir,

·     Ürün, süreç, hizmeti yada bunların fonksiyonelliğini etkileyebilecek her türlü hatayı ve bu hatanın etkilerini tanımlar,

·     Tanımlanan bu hatalardan hangilerinin ürün, süreç yada hizmet operasyonlarında daha kritik etkilerinin olduğunu belirler, bu yüzden meydana gelebilecek en büyük hasarı ve hangi hata türünün bu hasarı üretebileceğini tanımlar,

·     Montajda, montaj öncesinde, üründe ve süreçte hataların oluşum olasılığını ve bunun nereden kaynaklanabileceğini (tasarım, dizayn,operasyon,süreç, vb.) belirler,

·     Diğer kaynaklardan elde edilmesi mümkün olmayan hata oranlarını ve türlerini tanımlayarak gerekli muayene programlarının kurulmasını sağlar,

·     Güvenilirliğin deneysel olarak test edilebilmesi için gerekli muayene programlarının kurulmasını sağlar,

·     Bir ürün için değişikliklerin olabilecek etkilerini tanımlar,

·      Yüksek riskli bileşenlerin nasıl güvenilir hale getirilebileceğini tanımlar,

Yukarıdaki mühendislik avantajlarının yanı sıra HTEA tekniği kullanmanın getirdiği genel anlamdaki avantajlar aşağıda sıralanmıştır:

·   Hizmet veya ürünlerin kalitesini ve güvenilirliğini arttırır.

·   Şirket imajını arttırır.

·   Rekabet avantajını arttırır.

·   Müşteri tatminini arttırır.

·   Ürün geliştirme zaman ve maliyetini azaltır.

·   Tasarım geliştirme faaliyetlerinde bir öncelik sağlar.

·   En uygun sistem tasarımını seçmekte kolaylık sağlar.

·   Gelişim isteği doğurur.

·   Organizasyon kültürünü arttırır.

FMEA NASIL UYGULANIR?

Genel olarak bir FMEA uygulaması aşağıdaki süreçlerle gerçekleştirilir. Bu uygulamada FMEA tiplerinin akış olarak bir farkı yoktur. Fark, sadece tartışılan konulardadır.

1. Ekip oluşturma

İlk olarak analizi yapılacak proses ya da tasarım için, bu proses ya da tasarımla ilgili personelden oluşan bir ekip kurulmalıdır. Bu ekip daha sonraki aşamaları beyin firtınası şeklinde toplantılarla belirleyecektir.

2. Akış şeması

Sonraki aşama FMEA için prosesin bir akış şeması çizilmelidir. Eğer Tasarım FMEA yapılacaksa tasarlanan ürünün fonksiyonları belirlenmelidir. Bu tespit FMEA’nın diğer aşamalarına ışık tutacağı için dikkatli ve detaylı yapılmalıdır.

3. Hata türlerini belirleme

Akış Şeması çiziminden sonra prosesteki olası hata türleri belirlenmelidir. Sistem, bileşenlerine ayrıldıktan sonra olası hata türlerinin tanımlanmalıdır. Hata türü, hatanın gözlenen tarzı (türü)dır. Hatanın oluşma şekli bir fonksiyona bağlı olduğunda, hata türü, bir sistemin fonksiyonlarını yerine getirememe durumu veya anormal işleyişidir. Daha genel olarak hata türü yerine getirilememiş bir fonksiyon ve fonksiyonun yerine getirilememe şeklidir. Hata türü, fiziksel özellikler ile tanımlanır. Olası hata türünü belirlerken, hatanın ortaya çıkabileceği fakat oluşmasının gerekmeyeceği kabulü yapılır. Olası hata türü, genellikle hatanın oluşma türü ve sistemin çalışmasındaki etkisinin tanımını içerir.

4. Hataların potansiyel etkilerini belirleme

Hata türlerinin belirlenmesinin ardından belirlenen hata türlerinin potansiyel etkileri belirlenmelidir. Etki, her bir hata şekliyle neden olunan, sistemin fonksiyonelliğindeki değişikliği gösterir. Olası hata etkisi, hatanın ortaya çıktığı kabul edildiğinde, müşterinin neyin farkında olacağı ile ilgilidir. Kısaca, hata ile karşılaşan müşterinin tepkisini, yani olası hatayla karşılaştığında oluşan sonuçları tanımlar. Buradaki müşteri bir sonraki bölüm yada işlem yapacak kişi veya son kullanıcı olabilir. Uygulamada genellikle müşterinin son kullanıcı olarak seçildiği görülmektedir. Bunun nedeni de ürünün satın alınma miktarının, kullanıcısının memnunluk derecesi ile ilgili olmasıdır. Bunun yanında parçanın bulunduğu grup, sistem, ürün, ara müşteri, yan sanayi, yasalara uygunluk, kullanıcı emniyeti üzerindeki sonuçlar yani etkiler de belirlenebilir.

5. Hataların etkilerini puanlama

Hata etkileri için bir puanlama yapmak gerekmektedir. Bu puanlamada en çok kullanılan yaklaşım 1 ila 10 arası bir skalada hata etkisinin şiddetine göre puan vermedir. Şiddet ile müşteriye yansıyan olası hata sonuçlarının düzeyi değerlendirilir. Hata şiddeti etkiye karşılık gelir ve aralarında doğrusal bir ilişki söz konusudur. Hatanın etki düzeyi arttıkça ağırlık da artar. Belirlenen her hata etkisi için bir Şiddet (Severity (S)) puanı belirlenmeli ve kaydedilmelidir.

6. Hataların nedenini belirleme

Etkiler belirlendikten sonra hata türlerinin nedenleri tanımlanmalıdır. Olası hata türünün oluşmasında etkili olacak unsurlar, neden olarak tanımlanır. Hatanın nedeni, hatanın türünü oluşturabilecek ilk anormalliktir. Hata nedenleri tasarım esnasında sorunların oluşma gerekçelerini gösterir. Hata nedenlerini ortaya çıkarmak için, “Olası hata türünde sonuçlanabilir işlem değişkenleri nedenleri nelerdir?” sorusuna yanıt aranır.

7. Olasılıkların hesaplanması

Hata nedenleri içinden hataların oluşma olasılığının puanlandığı, Oluşma (Occurence (O)) puanı belirlenmelidir. Bu puanlama da yine 1 ila 10 arası değişen bir skaladan hatanın oluşma olasılığına göre seçilir.

Nedenlerinin tespitinden sonra, belirlenen hata türlerini şu an sistemde ya da prosesteki kontrol yöntemlerini tespit etmek gerekmektedir. Burada dikkat edilemesi gereken husus hata kontrol yöntemlerinin arzu edilenler değil o an sistemdeki ya da prosesteki kontroller olmasıdır.
Hataların kontrol yöntemleri, hataları tespit edebilme yeteneğine göre puanlandırılır. Tespit (Detection(D)) puanı yine 1 ila 10 arası bir skalada kontrol yönteminin hatayı tespit edebilme yeteneğine göre tespit edilir.

Yukarıdaki üç faktör (şiddet, oluşma, tespit) belirlendikten sonra Risk Öncelik Sayısı değeri hesaplanabilir. Risk Öncelik Sayısı (ROS), kritiklik sayısı göstergesidir ve bu üç faktörün puanlarının çarpımı ile hesaplanır. ROS her bir hata türü veya nedeni için “şiddet”, “oluşma” ve “tespit” gibi üç risk faktörü esas alınarak belirlenen sayısal değerdir. ROS değerinin hesaplanmasında, sözel veya olasılıksal olarak tanımlanan risk faktörlerinin belirli bir sayı aralığında atanan değerleri alınır. ROS ile her bir hata türü (nedeni) için riskler tanımlandığından en büyük ROS’ye sahip olandan başlayarak uzun dönemde ortadan kaldırılması kısa dönemde en aza indirilmesi için alınacak düzeltici önlemler belirlenir.

8. Düzeltici önlemler

Düzeltici önlemler, olası hata şekillerini veya nedenlerini ortadan kaldırmak veya olumsuz etkilerini minimize edilmesi için tasarım, üretim süreci, malzeme veya üretim yönetimi gibi çeşitli unsurlarda yapılacak değişikliklerdir. Düzeltici önlemleri ile ROS değerleri aşağıya çekilmeye çalışılır. ROS değerlerinin küçültülmesi, ağırlık, tespit, oluşma gibi risk faktörlerine atanan değerlerin küçültülmesiyle gerçekleşir.

Öngörülen düzeltici önlemlerin, yeterli etkinlikte uygulanmaya alınıp alınmadıklarının doğrulanması ve yeni sonuçların incelenmesi ve değerlendirilmesi gereklidir. Düzeltici önlemlerin devreye alınması açısından büyük önem taşır. Bu aşamada kritik ROS değerleri ortadan kaldırıncaya kadar çözümler incelenir ve değerlendirilir

Yukarıda yapılanların hepsi bir FMEA formunda kayıt altına alınmalı, hesaplanan ilk ROS değerleri ile düzeltici önlemler alındıktan sonraki ROS değerleri aynı form üzerinde gösterilmeli ve sistemdeki iyileştirmeler belirlenmelidir. Buradan da anlaşılacağı gibi FMEA hem hata önlem tekniği hem de sürekli iyileştirmeyi ve gelişimi sağlayan bir tekniktir.