DFMEA:Identifikasi Risiko Proaktif untuk Mencegah Kegagalan Sistem

Apa yang dimaksud dengan Mode Kegagalan?

Mode kegagalan adalah segala sesuatu yang menyebabkan produk atau proses bekerja di luar parameter yang diharapkan. Kesalahan ini dapat berkisar dari kesalahan yang sangat kecil yang hampir tidak terlihat dan tidak memengaruhi kinerja dengan cara apa pun, hingga kegagalan besar yang mengakibatkan penarikan produk dan penghentian jalur produksi. Dalam kasus yang paling parah, mode kegagalan dapat mengakibatkan kerugian bagi pengguna akhir atau bahkan mengakibatkan tuntutan hukum.

Menjelaskan Analisis Efek Mode Kegagalan (FMEA)

Mengidentifikasi mode kegagalan memang penting, namun ini hanyalah langkah pertama dalam analisis efek mode kegagalan.

Tujuan FMEA adalah untuk menentukan mengapa kegagalan terjadi, seberapa penting memperbaiki kegagalan tersebut, dan kemudian mengambil langkah-langkah untuk mencegah kegagalan terulang di masa depan. Baik Anda melihat suatu proses, desain, atau keseluruhan sistem, FMEA adalah komponen penting untuk memastikan waktu kerja maksimum, keamanan, dan kepuasan pengguna akhir.

5 Langkah Penting FMEA

Dalam penerapannya yang paling sederhana, ada 5 langkah dasar dalam melakukan FMEA.

1. Mengidentifikasi potensi kegagalan dan dampaknya
2. Menilai tingkat keparahan kegagalan
3. Memprediksi kemungkinan terjadinya kegagalan
4. Proses deteksi kegagalan
5. Menentukan prioritas risiko

Apa Tujuan DFMEA?

Tujuan DFMEA adalah untuk mengidentifikasi dan mengatasi segala ancaman terhadap efisiensi, kualitas, dan keselamatan produksi. Dengan melakukan hal ini, Anda akan menyederhanakan proses, meningkatkan keselamatan pabrik, meningkatkan efektivitas biaya, menjaga kualitas produk, dan meningkatkan kepuasan pelanggan.

Itulah sebabnya proses DFMEA merupakan alat penilaian risiko dan mitigasi risiko yang penting untuk berbagai industri, termasuk manufaktur, layanan kesehatan, utilitas, dan konstruksi.

Manfaat DFMEA dalam Pengembangan Produk

DFMEA adalah alat praktis untuk meningkatkan desain produk dan mengurangi biaya jangka panjang. Manfaat utama meliputi:

• Menemukan kelemahan desain sebelum produksi, merupakan pilihan yang jauh lebih murah dibandingkan memperbaikinya.
• Mengatasi risiko desain secara sistematis, sehingga memastikan produk lebih tahan lama dan konsisten.
• Memfasilitasi kolaborasi antara teknisi, pemeliharaan, dan tim kualitas.
• Dukungan untuk audit dan iterasi di masa mendatang melalui catatan logika desain dan strategi mitigasi yang dibuat oleh DFMEA.

Mengurangi masalah terkait desain, sehingga menghasilkan pengalaman pengguna yang lebih baik dan klaim garansi yang lebih sedikit.Industri yang Menggunakan DFMEA

Ada anggapan bahwa DFMEA hanya terbatas pada industri dirgantara atau otomotif, namun kenyataannya, jangkauannya jauh lebih luas. Industri mana pun yang merancang produk atau sistem yang kompleks dapat memperoleh manfaat dari penerapan DFMEA. Di bidang manufaktur, misalnya, ini biasanya digunakan untuk mengevaluasi komponen mekanis, sistem kelistrikan, dan subrakitan sebelum produksi dimulai. Dalam bidang elektronik, ini membantu tim menemukan kekurangan dalam tata letak sirkuit. Industri perangkat medis secara teratur menerapkan DFMEA untuk mengidentifikasi masalah desain tertentu yang dapat menyebabkan bahaya keselamatan, sehingga menghindari peninjauan peraturan lebih lanjut.

Di sektor energi dan utilitas, DFMEA mendukung desain turbin, trafo, dan infrastruktur lainnya. Perusahaan produk konsumen mengandalkannya untuk meningkatkan keandalan produk dan mengurangi klaim garansi. Bahkan sektor seperti pertanian, pertahanan, dan mesin konstruksi menerapkan prinsip DFMEA untuk mengurangi risiko kegagalan dan memastikan kinerja aset jangka panjang.

Bagaimana Cara Kerja DFMEA?

Mode kegagalan desain dan analisis efek bekerja dengan mengumpulkan sekelompok orang yang memiliki keahlian di seluruh desain yang dianalisis. Bersama-sama, orang-orang ini bertukar pikiran tentang kemungkinan kegagalan desain.

Anggota tim dapat mengingat pengalaman masa lalu dan menggunakan pengetahuan mereka untuk memikirkan bagaimana kegagalan bisa terjadi dan apa akibat dari kegagalan tersebut. Untuk desain yang sudah ada, DFMEA dapat menggunakan data masa lalu untuk membantu menentukan kegagalan dan dampaknya.

Kemudian, tim secara kolaboratif memutuskan solusi proaktif terhadap masalah. Hal ini dapat mencakup perubahan pada desain, suku cadang, material, atau elemen lain dari desain dan proses produksi. Alat seperti sistem pengelolaan pemeliharaan terkomputerisasi (CMMS) dapat mendukung proses ini dengan memusatkan data kegagalan historis dan tren performa aset, sehingga membantu tim mengambil keputusan desain yang lebih tepat.

Untuk panduan teknis lebih lanjut tentang cara tim berskala besar menggunakan metode ini, lihat Buku Panduan Rekayasa Sistem NASA di FMEA.

Contoh DFMEA

Katakanlah seorang insinyur mengembangkan suatu aset untuk digunakan dalam pengemasan produk akhir. Selama pengujian prototipe, DFMEA mengidentifikasi kegagalan dalam mekanisme tape dispenser. Ini terjadi setelah sekitar 100 jam penggunaan dan menyebabkan selotip tidak dikeluarkan sesuai kebutuhan. Akibatnya, sekitar 50% kemasan tidak disegel dengan benar dan, dalam beberapa kasus, produk tumpah keluar dari kemasan dan tidak dapat digunakan.

Ini adalah masalah besar. Selama DFMEA, tim memberi peringkat pada tingkat kejadian di peringkat 7, tingkat keparahan di peringkat 10, dan deteksi di peringkat 2. Hal ini menghasilkan RPN sebesar 140 dan tim memutuskan bahwa masalah tersebut perlu ditangani.

Setelah dilakukan pemeriksaan, tim menemukan bahwa masalah tersebut disebabkan oleh kesalahan pada bantalan yang memungkinkan dispenser berputar bebas. Tim dapat memilih untuk mengatasi hal ini dengan merekomendasikan pelumasan dan perawatan rutin, mengganti bahan yang digunakan dalam dispenser, atau melakukan beberapa perubahan lain untuk mengurangi kemungkinan pengguna akhir aset mengalami kegagalan ini.Mencakup DFMEA:Apa yang Harus Disertakan

Sebelum Anda mulai menetapkan skor risiko, Anda harus menentukan cakupan DFMEA Anda. Bagian desain mana yang Anda analisis? Mode kegagalan manakah yang berada dalam kendali Anda?

DFMEA yang memiliki cakupan yang baik menghindari upaya yang sia-sia dan tetap fokus pada risiko. Anda memastikan bahwa Anda tidak menduplikasi pekerjaan yang sudah tercakup dalam PFMEA atau analisis tingkat sistem. Mulailah dengan menentukan batasan desain, fungsi yang dimaksudkan, dan persyaratan spesifik pelanggan. Kemudian, identifikasi antarmuka yang paling mungkin terjadi kegagalan.

Pelingkupan secara langsung mempengaruhi kualitas dan relevansi hasil Anda. Jika cakupannya terlalu luas, tim Anda mungkin akan tersesat dalam isu-isu dengan prioritas rendah. Jika cakupan Anda terlalu sempit, Anda mungkin melewatkan interaksi penting antar bagian.

Siapa yang Akan Melaksanakan DFMEA?

DFMEA bekerja paling baik bila Anda menyatukan para profesional yang memahami desain dari berbagai sudut pandang. Yang biasanya berarti insinyur desain, pimpinan produksi, spesialis kualitas, dan mungkin staf pemeliharaan atau layanan lapangan.

Kesalahan Umum DFMEA yang Harus Dihindari

DFMEA bekerja paling baik bila prosesnya konsisten. Namun beberapa kesalahan umum dapat menghambat nilainya. Seseorang menunggu terlalu lama untuk melakukan DFMEA. Jika Anda baru mulai menganalisis risiko setelah produksi berlangsung, Anda kehilangan peluang untuk membuat perubahan yang berdampak. Tidak melibatkan tim lintas fungsi adalah kendala lainnya. Insinyur yang bekerja sendiri mungkin kehilangan wawasan praktis yang dapat diberikan oleh tim pemeliharaan, pengoperasian, atau kualitas.

Beberapa tim juga terjebak dalam pemberian skor tingkat keparahan, kejadian, dan deteksi tanpa definisi yang jelas. Jika pemeringkatan tidak disepakati sebelumnya, RPN menjadi kurang dapat diandalkan. Yang lainnya tidak mendokumentasikan tindakan yang direkomendasikan atau gagal menindaklanjuti setelah penerapan. Selain itu, DFMEA yang tidak pernah ditinjau kembali dapat dengan cepat menjadi usang. Studi tinjauan sejawat ini menggarisbawahi perbaikan, mengutip lebih dari 200 artikel jurnal, dengan teknik untuk meningkatkan deteksi, mengurangi variabilitas, dan mendukung keandalan desain.

Kapan Anda Harus Menggunakan DFMEA?

DFMEA paling berharga pada tahap awal desain, sebelum prototipe diselesaikan atau peralatan digunakan. Namun, ini juga berguna:

• Saat memperkenalkan perubahan besar pada desain yang sudah ada
• Setelah terjadi kegagalan signifikan atau masalah lapangan
• Selama proyek pengurangan biaya yang memengaruhi material atau komponen
• Sebagai bagian dari program peningkatan kualitas yang berkelanjutan

Tujuannya adalah untuk mencegah masalah terkait desain berubah menjadi masalah produksi, penarikan kembali, atau masalah keselamatan.

DFMEA vs PFMEA

Analisis mode dan efek kegagalan proses (PFMEA) dan DFMEA merupakan cabang dari analisis mode kegagalan dan efek yang lebih luas, atau FMEA.

PFMEA melihat keseluruhan proses dan mengidentifikasi potensi kegagalan dalam sistem. Misalnya, di bidang manufaktur, PFMEA mungkin mencari kegagalan dalam proses seperti pengecatan, perakitan, atau pengiriman produk.

Namun, mode kegagalan desain dan analisis efek berfokus pada kegagalan di area desain tertentu. Di sisi pengembangan produk, DFMEA menyelidiki bagaimana produk bisa gagal, misalnya saat digunakan dengan cara tertentu atau terkena suhu tertentu. Aset yang digunakan dalam pembuatan produk ini juga dapat menjalani DFMEA untuk memastikan aset tersebut memiliki kinerja sesuai yang diharapkan.

Cara Melakukan DFMEA

Melakukan DFMEA bisa menjadi proses yang sangat mendalam dan memakan waktu, namun mengetahui kesalahan desain dan memperbaikinya sebelum menimbulkan masalah besar sangatlah penting. Berikut cara memulainya:

1. Pilih desain untuk dianalisis.

Setelah Anda sepenuhnya mengintegrasikan proses DFMEA ke dalam siklus hidup produk Anda, Anda akan menggunakannya dengan setiap desain. Namun untuk saat ini, pilih desain pada tahap mana pun dalam proses pengembangan produk:desain yang sedang dalam pengembangan awal, desain baru, atau sudah dalam tahap produksi.

2. Bentuk tim ahli lintas fungsi yang memahami berbagai bidang desain.

Tim yang terpadu dan beragam akan menghasilkan hasil yang paling komprehensif. Idealnya, tim analisis DFMEA Anda akan mencakup teknisi kualitas (kualitas produk, analisis pengujian, dan teknisi material), serta tim dari produksi, layanan, dan logistik.

Setiap anggota tim dapat mengidentifikasi potensi mode kegagalan di area fokus spesifik mereka. Mereka juga dapat meninjau mode kegagalan yang ditemukan oleh tim lain. Seluruh tim harus menilai penyebab dan konsekuensi dari setiap mode kegagalan dan mengevaluasi peringkat tingkat keparahan, peringkat kejadian, dan peringkat deteksi.

3. Identifikasi semua kemungkinan mode kegagalan.

Saat mengidentifikasi potensi mode kegagalan, penting untuk memahami bahwa “kegagalan” tidak selalu berarti kegagalan total. Potensi kegagalan meliputi:

• Kegagalan yang terputus-putus: Mode kegagalan yang tidak teratur, terputus-putus, atau tidak dapat diprediksi
• Kegagalan fungsional: Mode kegagalan yang mungkin menghambat, namun tidak sepenuhnya mengganggu, fungsi utama suatu aset
• Kegagalan penuh: Mode kegagalan sistem bencana yang menghentikan operasi

Berbagai macam masalah dapat menyebabkan salah satu dari kegagalan ini. Oleh karena itu, langkah Anda berikutnya adalah menentukan akar permasalahan dari semua potensi mode kegagalan.

4. Identifikasi akar penyebab setiap mode kegagalan.

Sebelum mengambil solusi, dan bahkan sebelum memprioritaskan berbagai mode kegagalan yang ditemukan tim Anda, Anda harus memahami penyebab kegagalan. Akar penyebabnya meliputi:

• Kegagalan perhitungan: Perhitungan yang salah selama proses desain dapat menyebabkan kegagalan berjenjang di seluruh produksi.
• Kegagalan lingkungan: Variasi suhu, kelembapan, dan kondisi lingkungan lainnya dapat memengaruhi keputusan desain.
• Kegagalan material: Pemilihan material yang tidak tepat dapat menimbulkan potensi risiko dan kerusakan pada setiap tahap proses produksi dan perakitan.
• Kegagalan pengujian: Pengujian yang tidak memadai selama tahap desain dapat memicu masalah pada setiap fase siklus hidup produk, termasuk kegagalan keamanan produk dan keandalan produk.
• Kegagalan terdegradasi: Penggunaan yang konsisten menyebabkan degradasi aset, yang dapat mengakibatkan penurunan mode kegagalan.
• Kegagalan yang tidak disengaja: Jika suatu aset rusak karena kegagalan bagian atau aset lain, hal tersebut dianggap sebagai kegagalan yang tidak disengaja.

Satu kegagalan mungkin mempunyai banyak penyebab utama. Oleh karena itu, penting untuk melibatkan seluruh tim lintas fungsi dalam peninjauan dan penilaian semua potensi mode kegagalan.

5. Tentukan konsekuensi dari setiap mode kegagalan.

Untuk manajemen risiko yang efektif, penting untuk melakukan penilaian menyeluruh terhadap dampak kegagalan. Anda perlu memahami tantangan kecil serta masalah kritis, sehingga memungkinkan Anda membuat strategi mitigasi risiko yang komprehensif.

Contoh konsekuensi potensial mencakup kerusakan pada suku cadang, aset, produk, kemasan, fasilitas, atau keselamatan pekerja. Konsekuensi ini dapat berkisar dari ringan (seperti perbaikan atau penggantian yang murah) hingga parah (seperti kerusakan properti yang parah, cedera parah, atau hilangnya nyawa).

Anda memerlukan analisis komprehensif terhadap semua konsekuensi potensial, karena Anda akan menggunakan informasi tersebut untuk menentukan peringkat mode kegagalan dan memprioritaskan solusi.

6. Tetapkan peringkat tingkat keparahan, kejadian, dan deteksi untuk setiap kegagalan.

Mulailah dengan peringkat tingkat keparahan. Jika modus kegagalan ini terjadi, seberapa parah dampaknya? Pertimbangkan faktor-faktor termasuk kerusakan peralatan, kerusakan properti, kerugian finansial, dan masalah keselamatan. Biasanya, Anda akan menilai ini pada skala 1–10. Skor tingkat keparahan 1 menunjukkan masalah kecil, sedangkan 10 menunjukkan masalah paling parah.

Selanjutnya, tetapkan peringkat kejadian. Ini mengukur kemungkinan terjadinya setiap mode kegagalan dalam keadaan normal. Pada skala 1–10, 1 berarti kegagalan sangat kecil kemungkinannya terjadi, sedangkan 10 berarti kegagalan hampir pasti terjadi.

Terakhir, tentukan peringkat deteksi. Jika kegagalan ini terjadi, apakah mudah dideteksi? Tetapkan peringkat deteksi 1 jika kegagalan mudah dideteksi, 10 jika sangat sulit dideteksi, atau di antara keduanya.

Untuk hasil yang paling akurat, ingatlah untuk melibatkan seluruh tim Anda dalam proses pemeringkatan. Misalnya, seorang manajer produk mungkin tidak akan memahami kemudahan mendeteksi kegagalan peralatan. Demikian pula, manajer gudang Anda mungkin mengamati kegagalan pengemasan namun mungkin tidak memiliki keahlian material atau desain untuk menetapkan peringkat kejadian.

7. Identifikasi nomor prioritas risiko (RPN).

Jika terdapat 100 potensi mode kegagalan di 27 produk, sulit untuk mengetahui harus mulai dari mana. Solusi manakah yang paling penting, dan bagaimana Anda menentukan urutan kepentingannya?

Jawabannya adalah nomor prioritas risiko (RPN) Anda. Daripada bersusah payah menghitung keseimbangan yang tepat antara tingkat keparahan, kejadian, dan deteksi di awal setiap hari kerja, Anda akan menetapkan satu RPN untuk setiap mode kegagalan potensial.

Untungnya, setelah Anda menetapkan rating untuk tingkat keparahan, kejadian, dan deteksi, Anda dapat dengan mudah mengonversi rating tersebut ke RPN Anda.

RPN =Peringkat Keparahan x Peringkat Kemunculan x Peringkat Deteksi

Kegagalan Anda yang berisiko tinggi akan memiliki RPN tertinggi, sedangkan kegagalan Anda yang berisiko lebih rendah akan memiliki RPN yang lebih rendah. Dengan strategi penilaian risiko ini, tim desain akan memulai dengan RPN tertinggi dan terus turun.

8. Menerapkan pendekatan sistematis dengan rencana tindakan untuk mengurangi atau menghilangkan risiko kegagalan.

Untuk setiap mode kegagalan potensial, identifikasikan rencana tindakan yang sesuai dengan tindakan perbaikan yang konkrit dan terukur. Pertimbangkan modifikasi pada kontrol pencegahan (cara mencegah kegagalan) dan kontrol deteksi (cara mendeteksi kegagalan) yang ada, serta langkah tindakan baru dan proses desain untuk meningkatkan RPN.

Anda mungkin memerlukan alat dan sumber daya tambahan untuk pengurangan risiko baru dan langkah-langkah tindakan perbaikan. Evaluasi kebutuhan anggaran, proses pengadaan, dan komponen penting lainnya untuk keberhasilan rencana aksi Anda.

9. Setelah implementasi, nilai kembali RPN dan terapkan pendekatan perbaikan berkelanjutan terhadap DFMEA.

Proses DFMEA bukanlah solusi satu kali saja. Mengintegrasikan analisis kegagalan rutin ke dalam desain dan proses manufaktur Anda membantu memastikan efisiensi optimal, kepatuhan peraturan terhadap standar industri, kontrol kualitas, keamanan produk, dan kepuasan pelanggan.

Dengan secara rutin mengidentifikasi mode kegagalan dan menerapkan proses sistematis untuk mengatasi masalah apa pun, Anda akan membantu mengurangi dan mencegah kegagalan yang merugikan. Saat Anda melakukan pendekatan DFMEA sebagai proses berulang, Anda mengubah pendekatan Anda dari pemecahan masalah reaktif menjadi perbaikan yang proaktif dan berkelanjutan.

Program manajemen pemeliharaan terkomputerisasi (CMMS) dapat menjadi kunci untuk meningkatkan keandalan dan meningkatkan skor RPN. Dengan melacak aset dan mengumpulkan data kinerja, tim Anda akan diperlengkapi dengan baik untuk melakukan analisis peralatan secara menyeluruh dan meningkatkan kinerja dengan pemeliharaan yang ditargetkan.