RCM is ontwikkeld tussen 1960 en 1978. Nowlan en Heap gebruikten de mogelijkheden om het storingsgedrag te beschrijven in structuren die al bestonden. Boeing had in de jaren 40 al de FMEA ontwikkeld, waar later criticality aan werd toegevoegd, zodat het FMECA werd.

In de RCM ontwikkeling is nauwkeurig geanalyseerd welk type FMEA of FMECA gebruikt zou moeten worden om onderhoudsconcepten te ontwikkelen voor hoog kritische systemen. Er was al een Object FMEA, Process FMEA, Design FMEA die ook als FMECA werden toegepast. Sommige bedrijven misbruikten de FMEA en FMECA door veel andere zaken er aan toe te voegen. Dat werd niet veel beter toen iedereen de beschikking kreeg over Excel.

De FMEA is standaard geïntegreerd in RCM stappen 1-2-3-4. In stappen 5-6-7 van RCM gebruiken we de informatie uit de FMEA om het onderhoudsconcept te ontwikkelen. Dat wordt gedaan met een beslissingsstrategie, waarin criteria zijn vermeld om de juiste onderhoudskeuzes te maken en de juiste onderhoudsintervallen te berekenen.

De FMEA is een Failure Mode Effect Analyse. Het is een structuur om het actuele storingsgedrag in vast te leggen. Dat kan oppervlakkig met een Object FMEA of zeer gedetailleerd met een Process FMEA. Beiden kunnen uitgebreid worden met Criticality, waardoor de FMECA structuur ontstaat. De Design FME(C)A wordt niet vaak gebruikt om onderhoudsconcepten te ontwikkelen.

Onderhoud beïnvloedt storingsgedrag. Andersom is storingsgedrag de basis van professionele onderhoudsprogramma’s. Iedere onderhoudstaak moet een deel van het storingsgedrag afdekken. Iedere onderhoudstaak dekt daarmee Failure Modes af. Als er een modificatie is doorgevoerd, waardoor bepaalde failure modes niet meer kunnen voorkomen, dan is de bijbehorende onderhoudstaak ook niet meer nodig. Storingsgedrag en onderhoudsconcepten/-plannen/-programma’s zijn logisch aan elkaar verknoopt. Dat is nog niet bij alle bedrijven op zijn plek gevallen. Ik zie nog vaak dat veel onderhoudsplannen alleen gekoppeld zijn aan assets en niet aan het storingsgedrag van onder andere die assets. Die bedrijven hebben nog een weg te gaan. Asset management lijkt dan redelijk op orde. Met Reliability Management tools kan dan de volgende stap worden gezet.

Wat is een FMEA?

Het belangrijkste aan iedere FMEA is die FM (Failure Mode). Het type FMEA of FMECA dat wordt gebruikt, heeft er alleen mee te maken welke route gebruikt wordt om de lijst met Failure Modes te maken. Ongeacht welk type FMEA je gebruikt, is het doel van iedere FMEA altijd om een overzicht te creëren van de actuele Failure Modes (FM) met bijbehorende Failure Effects. Failure Modes zijn storingsvormen. Dat is wat anders dan storingen. Een storing is een verzameling storingsvormen. Een storing aan je auto kan zijn: “Band leeg”. Je hebt er meestal nog 3, maar met een lege band functioneert de auto toch niet naar behoren. De root causes van de storing “Band leeg” kunnen bijvoorbeeld zijn:

• band leeg door een spijker
• band leeg door verkeerde montage
• band leeg door verouderingsscheurtjes
• band leeg door te harde confrontatie met een stoeprand

Een storing inclusief de achterliggende oorzaak (root cause of grondoorzaak) is de Failure Mode of storingsvorm. Sommigen gebruiken ook de term faalmechanisme. Iedere goede FME(C)A beschrijft Failure Modes en van iedere failure mode ook de failure effects.

Soorten FMEA’s.

De Object FMEA is populair, simpel en snel. En daarmee oppervlakkig en incompleet. Er komt zeker een werkbare lijst van Failure Modes uit, maar de lijst zal niet compleet zijn. Het niveau van 80/20 wordt niet gehaald. Als op basis daarvan onderhoudsconcepten worden gemaakt, zal dat onderhoudsconcept ook incompleet zijn. Er blijft dus een deel Failure Modes over dat niet wordt onderhouden. Die kosten geld, kwaliteit, veiligheid, milieu of blijven verborgen.

Storingsgedrag is de root cause van efficiency verliezen. Hebben we hoog kritische systemen, dan gaat de voorkeur uit naar een Process FMEA. Daar komt een veel betere en completere lijst met failure modes en failure effects uit. Hiermee worden betere en verdedigbare onderhoudsconcepten gemaakt. Meetbaar, verbeterbaar, verdedigbaar, realiseerbaar.

Wat kunnen we nog meer doen met een FMEA?

Iedere goede FME(C)A beschrijft het actuele storingsgedrag. De FMEA wordt voor een aantal doeleinden gebruikt:

1. Dat actuele storingsgedrag is tevens de onderhoudsbehoefte. Het wordt gebruikt voor het ontwikkelen van onderhoudsconcepten. Van iedere storingsvorm en storingeffect kan een onderhoudstaak met interval worden gekoppeld. Dat is het onderhoudsconcept. Het bevat nog veel dubbelingen en overlappingen en dat onderhoudsconcept moet worden genest tot een onderhoudsplan, die het onderhoudsprogramma steeds beter maakt.
2. Dat actuele storingsgedrag is met de onderhoudsbehoefte ook de reservedelenbehoefte. Dezelfde FMEA gebruiken we voor het opzetten van een reservedelenstrategie.
3. Dat actuele storingsgedrag van lijn 5 beschrijft de kennis die de operator van lijn 5 nodig heeft om een storing op een juiste manier te melden. Kent de operator zijn FMEA, dan worden er voortaan storingsvormen gemeld in plaats van storingen. Dat scheelt veel tijd voor de oplosser, die niet eerst alle andere opties moet uitsluiten voor hij kan beginnen met reparatie.
4. Dat actuele storingsgedrag is nooit af. Onderhoudsconcepten, -plannen en -programma’s zijn nooit af. Storingsgedrag is niet statisch, maar dynamisch. Er zijn heel wat factoren die invloed hebben op storingsgedrag. De grootste boosdoener is human error. De industrie geeft aan dat zeker 70% van alle procesverstoringen worden veroorzaakt door “de mens”. En als onderhoud gekoppeld is aan storingsgedrag, moet onderhoud dus ook “de mens” onderhouden. Hoeveel % van uw onderhoudsplan onderhoudt uw personeel?
5. Dat actuele storingsgedrag is ook interessant voor een leverancier. Op basis daarvan kan de leverancier zijn product aanpassen, waardoor storingsgedrag zal veranderen. Maar er zijn ook andere factoren die storingsgedrag beïnvloeden. Het weer kan ook storingsgedrag veranderen. In de vakantieperiode, als er meer inleenkrachten zijn, is het storingsgedrag ook anders. Als machines overbelast worden is het storingsgedrag anders dan als ze draaien op een lager betrouwbaarder tempo. Bij veel productwisselingen neemt storingsgedrag toe. Door de jaren heen zal, op basis van levensduur, storingsgedrag ook veranderen. Onderhoud moet daarom mee veranderen. Als een dynamisch proces onderhouden wordt met statische onderhoudsprogramma’s, zal het storingsgedrag in de tijd steeds meer gaan afwijken, waardoor ongeplande stilstand, kosten en risico toenemen. Dynamisch productieprocessen hebben dynamische onderhoudsprogramma’s nodig. Onderhouden is continu verbeteren.
6. Dat actuele storingsgedrag is continu te verbeteren door voortaan storing te melden door gebruik te maken van de Failure Modes uit de FMEA. Dan is alvast de beschrijving gestandaardiseerd. Dat maakt rapportages en analyses alvast stukken efficiënter en effectiever. Als dan ook de oplosser zijn gevonden root cause vergelijkt met wat er in het Failure Effect van de FMEA staat, is de FMEA continu te verbeteren. En dus is onderhoud te verbeteren en dus komt het storingsgedrag beter onder controle en dus nemen kosten en risico’s af en nemen veiligheid, milieu en allerlei rendementen toe.
7. Dat actuele storingsgedrag is meetbaar. Je kunt PLC data koppelen aan de FMEA en checken of het storingsgedrag nog overeenkomt met wat je in de FMEA hebt staan. Iemand zou geïnformeerd moeten worden, als een storingsvorm in plaats van iedere 4 jaar ineens iedere 4 weken voorkomt. Dan kloppen de bijbehorende onderhoudstaken immers ook niet meer.
8. Dat actuele storingsgedrag verandert soms zo snel, dan we met onze beschikbare systemen en procedures niet in staat zijn de verandering te volgen. Door datamining en procesmining tools in te zetten, kan software op de achtergrond waarschijnlijke oorzaken blootleggen, die onacceptabele gevolgen kunnen hebben. Hoe mooi zou het zijn als de operationele organisatie het zo voor elkaar heeft, dat we het actuele storingsgedrag effectief managen.
9. Dat actuele storingsgedrag is uitstekend te koppelen aan sensor-data. Alle Failure Modes in de wereld, geven potentiële storingen af. Dat zijn waarschuwingen. Storingsvorm “Lager faalt door normale vermoeiing” heeft potentiële storingen zoals: trillingsgedrag neemt toe, geluid neemt toe, temperatuur neemt toe en vlak voor dat het lager vastloopt komt er nog rook uit. Voor een groot deel van alle storingsvormen is deze informatie van toepassing. met alle data die PLC’s meten, is een groot deel af te dekken. Veel bedrijven hebben geen idee dat zo al die data allang hebben, maar ze gebruiken het niet.
10. Dat actuele storingsgedrag wordt gebruikt om de oorzaken van OEE verliezen in kaart te brengen. We doen dit al sinds 2005 en er zijn bedrijven die hun storingsgedrag hiermee van 51.000 storingsminuten/jaar verlaagt hebben tot 1.900 storingsminuten/jaar.

CONCLUSIE: De FMEA is de ultieme tool voor continu verbeteren.

Object FMEA of Process FMEA

De Object FMEA is een veel gebruikte structuur. Hij is gemakkelijk aan te leren en toe te passen en ligt dicht bij de manier waarop onze administratieve systemen zijn ingericht. Gebruik een boomstructuur van functionele locaties, assets, objecten eventueel tot op het niveau van vervangbare delen. Sommigen gaan zinloos door tot op boutje-moertje niveau. Koppel daar alle storingen aan die je kunt bedenken. Koppel er een Storingseffect aan en klaar is kees. Zo wordt de Object FMEA vaak helaas op een laagwaardige manier opgezet en toegepast. Daar is met enkele simpele slagen veel verbetering door te voeren.

De Process FMEA zit anders in elkaar. Die is juist ontwikkeld omdat de kwaliteit van de Object FMEA onvoldoende was. Waarom was die kwaliteit dan onvoldoende? De lijst met storingen in de Object FMEA is gekoppeld aan de lijst met functionele locaties, assets, objecten en vervangbare delen. Maar storingsgedrag wordt maar ten dele veroorzaakt door die functionele locaties, assets en objecten. Een groot deel van het storingsgedrag bestaat uit andere factoren. dat maakt dat de Object aanpak nooit volledig kan zijn en dat de process aanpak veel meer waarde creëert, op basis waarvan veel betere onderhoudsconcepten tot stand komen die meetbaar het storingsgedrag verbeteren.

Dan rijst nog de vraag waarom de ontwikkelaars van RCM (Nowlan en Heap) juist niet voor de FMECA kozen. FMECA heeft die C van Criticality en dat doet vermoeden dat het juist over kritische systemen gaat. Hier gaan verscheidene gedachten mank.

1. Wanneer je kritikaliteits-analyses gaat integreren met FMEA structuren, wil dat niet gelijk zeggen dat dat specifiek voor kritische systemen geldt. Het zou net zo goed gebruikt kunnen worden voor laag- en midden-kritische systemen.
2. Als het gaat over het analyseren van hoog kritische systemen, is grondigheid vereist. De Object FMEA zal nooit een complete lijst met failure modes kunnen leveren. Met een FMECA wordt een kritikaliteitsanalyse gemaakt en wordt de lijst opgedeeld in categorieën. Vaak wordt op basis van de uitkomsten een keuze gemaakt hoe omgegaan wordt met de verschillende categorieën. Dus als een FMECA wordt toegepast op hoog kritische systemen, is de kans groot dat delen van de failure modes een andere werkwijze doorlopen. Dat zou voor hoog kritische systemen niet mogen.

Criticality analyses maken veelvuldig gebruik van RPN (Risk Priority Numbering) technieken.

RPN (ook bekend als de Risico matrix) gebruikt weegfactoren voor verschillende categorieën om deze met elkaar te vermenigvuldigen en een Total RPN te berekenen. Dat is uitstekend toe te passen in een FMECA.

Je kunt simpelweg per asset de kritikaliteit beoordelen. Dat kan ook per failure mode of per combinatie failure + failure effect. Nowlan en Heap hebben daar niet voor gekozen. De achterliggende gedachte is logisch.

Kritikialiteitsanalyses voor hoog kritische systemen doe je pas als je alle informatie hebt.

Voor hoog kritische systemen hoor je geen Quick en Dirty technieken te gebruiken. Het is hoog kritisch en dus is volledigheid en verdedigbaarheid van belang. In RCM wordt de kritikaliteitsanalyse gedaan als alle informatie bekend is.

Allereerst is de Process FMEA een standaard onderdeel van RCM en geïntegreerd in de eerste 4 stappen van RCM. Het storingsgedrag wordt zo compleet mogelijk vastgelegd in Failure Modes en Failure Effects. Iedere afzonderlijke failure mode / failure effect combinatie, wordt daarna in de RCM stappen 5-6-7 gebruikt om er een onderhoudstaak met interval voor te vinden. Deze super gestructureerde aanpak, leidt tot een onderhoudsconcept van zeer hoog niveau, dat het volledige storingsgedrag effectief afdekt met onderhoudstaken en intervallen die dit storingsgedrag voorkomen of minimaliseren. Pas als we weten welke failure modes en effecten er zijn en weten met welke onderhoudstaak en met welke interval we deze storing kunnen voorkomen, is hij niet kritisch meer. Terwijl als we die kritikaliteitsmeting in de FMEA hadden gedaan, was hij mogelijk wel kritisch geweest. En om nou in de FMEA een kritikaliteitsweging te doen en aan het eind nog een die de eerste hoogstwaarschijnlijk teniet doet, dan heeft een FMECA in RCM geen toegevoegde waarde.

De kritkaliteitsanalyse van RCM

In RCM stappen 1-2-3-4 beschrijven we het actuele storingsgedrag. In RCM stap 5 wordt de categorie storingsgevolgen geselecteerd. Er zijn 3 categorieën storingsgevolgen:

1. Economische gevolgen: iedere failure mode kost geld.
2. VGM gevolgen: een deel van de economische failure modes, hebben ook een negatief effect op veiligheid, gezondheid, milieu. Daarvoor gelden extra criteria, bovenop de economische criteria.
3. Verborgen gevolgen: een deel van de economische failure modes blijft verborgen en heeft daarbij mogelijk ook nog VGM gevolgen. Deze categorie failure modes heeft nog extra criteria bovenop de voorgaande.

Iedere onderhoudstaak moet voldoen aan vaste criteria:

• Voor een failure mode met economische gevolgen moeten de kosten voor het uitvoeren en oplossen van de onderhoudstaak lager zijn dan geen planmatig onderhoud.
• Voor een failure mode met VGM gevolgen, moet tevens het risico op VGM gevolgen verlaagt worden tot een acceptabel niveau.
• Onderhoudstaken voor verborgen failure modes moeten tevens de kans op een meervoudige storing verlagen tot een acceptabel niveau.

In de RCM kritikaliteitsanalyse, kan geen gebruik gemaakt worden van een standaard risico matrix. Er is aanvullende informatie nodig over kosten en risico’s en die berekeningen dienen ingeschat en uitgevoerd te worden. Hoe beter de beschikbare data, hoe beter de uitkomsten worden.

Iedere onderhoudstaak moet technisch haalbaar en de moeite waard zijn. De RCM beslissingsstrategie voorziet hier volledig in. De kritikaliteitsanalyse wordt uitgevoerd bij de “de moeite waard” analyse. Als RCM juist is toegepast, is deze informatie ook beschikbaar om aan te tonen welke criteria zijn gebruikt om de keuze voor een onderhoudstaak en interval te rechtvaardigen.

CONCLUSIES:

1. Om te bepalen welke type FME(C)A gebruikt dient te worden, is een kritkaliteitsanalyse vooraf wenselijk. Voor laag-kritische systemen kan daarna gerust een Object FMEA of FMECA worden gebruikt. Maar voor hoog kritische systemen is een Process FMEA vereist.
2. Voor hoog-kritische systemen heeft de Process FMEA van RCM de voorkeur. De kritikaliteits-analyse wordt bij hoog-kritische systemen uitgevoerd als alle informatie beschikbaar is, zodat de juiste keuzes worden genomen.