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.