DFMEA et PFMEA : tout dépend de ce que vous analysez. La DFMEA, ou AMDEC produit, examine comment la conception du produit peut ne pas satisfaire ses exigences. La PFMEA, ou AMDEC processus, examine comment le processus de fabrication ou d’assemblage peut ne pas produire la pièce telle qu’elle a été conçue. Il vous faut les deux, dans cet ordre.
Les deux méthodes suivent la même logique : fonctions, modes de défaillance, effets, causes, mesures de maîtrise et cotation du risque. Elles diffèrent par leur périmètre, leur responsable, leurs éléments d’entrée et leurs livrables. Ce guide présente chacune d’elles, les compare point par point, montre comment la démarche AIAG-VDA en 7 étapes et la priorité d’action s’appliquent aux deux, puis suit un court exemple où un risque de conception devient une mesure de maîtrise du processus.
- La DFMEA analyse la conception du produit. La PFMEA analyse son processus de fabrication.
- La DFMEA suppose que la pièce est fabriquée conformément au plan. La PFMEA suppose que la conception est juste et recherche les défaillances possibles du processus.
- La DFMEA part d’un schéma fonctionnel et de diagrammes P. La PFMEA part du logigramme de processus.
- Les caractéristiques spéciales et les effets passent de la DFMEA à la PFMEA, puis au plan de surveillance.
Qu'est-ce qu'une DFMEA ?
DFMEA signifie design failure mode and effects analysis, soit analyse des modes de défaillance de la conception et de leurs effets. En français, on parle d’AMDEC produit. C’est une analyse de risques structurée d’un produit, d’un système, d’un sous-système ou d’un composant pendant sa conception. L’équipe liste les fonctions et les exigences de la conception, puis se demande comment chaque fonction peut être défaillante, quel en serait l’effet pour l’utilisateur final et quel élément de la conception pourrait en être la cause.
Les causes typiques d’une DFMEA sont des choix de conception : une paroi trop fine, une matière qui vieillit trop vite à la chaleur, un cumul de tolérances qui provoque une interférence, ou une exigence oubliée. Les mesures de maîtrise sont des mesures de conception. Les mesures de prévention sont par exemple des règles de conception, des solutions éprouvées et la simulation. Les mesures de détection sont des essais et des analyses qui révèlent une conception fragile avant sa validation, comme les essais sur prototypes ou la vérification de la conception.
La DFMEA identifie les défaillances possibles d’une conception avant sa validation, pour que l’équipe modifie la conception au lieu de corriger les problèmes en production ou sur le terrain.
Qu'est-ce qu'une PFMEA ?
PFMEA signifie process failure mode and effects analysis, soit analyse des modes de défaillance du processus et de leurs effets, ou AMDEC processus. Elle analyse chaque étape d’un processus de fabrication ou d’assemblage, y compris la réception, le transport, le stockage, les retouches et le contrôle. Pour chaque étape, l’équipe se demande comment l’étape peut ne pas obtenir la caractéristique produit attendue, quel en est l’effet sur l’opération suivante, l’usine, le client et l’utilisateur final, et quelle cause liée au processus en est à l’origine.
Les causes typiques d’une PFMEA sont liées au processus : un mauvais réglage machine, un outil usé, une pièce manquante, une mauvaise pièce ou une erreur de l’opérateur. Les mesures de maîtrise portent sur le processus : détrompage, vérification des réglages au démarrage, surveillance des paramètres, contrôle par calibre et inspection. Notre guide PFMEA et plan de surveillance explique en détail comment ces mesures deviennent des instructions pour l’atelier.
Quelle est la différence entre DFMEA et PFMEA ?
En bref, la DFMEA cherche à savoir si le produit fonctionnera s’il est fabriqué correctement. La PFMEA cherche à savoir si le processus le fabriquera correctement. Le tableau compare les deux méthodes point par point.
| Critère | DFMEA | PFMEA |
|---|---|---|
| Objet de l’analyse | La conception du produit : système, sous-système, composant, interfaces | Le processus de fabrication et d’assemblage, étape par étape |
| Question centrale | Comment la conception peut-elle ne pas remplir ses fonctions et ses exigences ? | Comment le processus peut-il ne pas fabriquer le produit tel qu’il a été conçu ? |
| Hypothèse de départ | La pièce est fabriquée conformément au plan et à la spécification | La conception est juste et satisfait ses exigences |
| Responsable et équipe | Ingénieur responsable de la conception, avec les essais, la qualité, l’ingénierie procédés et les fournisseurs | Ingénieur procédés ou industrialisation, avec la qualité, la production, la maintenance, les opérateurs et la conception |
| Début et fin | Commence au stade du concept produit, se termine avant la validation de la conception pour le lancement des outillages | Commence quand le concept et le flux du processus sont connus, se termine avant la validation du processus pour la production de série |
| Base de l’analyse structurelle | Schéma fonctionnel ou diagramme de frontières, diagramme P, exigences, matrice d’interfaces | Logigramme de processus, liste des équipements, DFMEA, caractéristiques spéciales |
| Causes typiques | Géométrie, matière, tolérances, règles de conception non respectées | Réglages, outils, montages, manutention des matières, méthode de l’opérateur |
| Mesures de maîtrise | Règles de conception, simulation, essais de vérification et de validation de la conception | Détrompage, vérification des réglages, surveillance des paramètres, contrôle et mesure |
| Principaux livrables | Modifications de conception, plan d’essais, caractéristiques spéciales sur le plan | Modifications du processus, détrompage, plan de surveillance et instructions de travail |
Les deux utilisent des cotations de gravité, d’occurrence et de détection, mais chacune avec ses propres grilles. Dans une DFMEA, l’occurrence évalue la probabilité de la cause de conception, compte tenu des mesures de maîtrise de la conception. Dans une PFMEA, l’occurrence évalue la probabilité de la cause liée au processus, compte tenu des mesures de maîtrise du processus. Dans une DFMEA, la détection consiste à révéler la faiblesse par des essais avant la validation de la conception. Dans une PFMEA, elle consiste à détecter le défaut ou sa cause dans l’usine, avant que la pièce n’en sorte.
Quand utiliser une DFMEA et quand une PFMEA ?
Utilisez une DFMEA lorsque votre entreprise est responsable de la conception : nouveau produit, modification de conception, nouvelle application d’une conception existante ou nouvel environnement d’utilisation. Un fournisseur qui fabrique sur plan client n’a généralement pas de DFMEA propre, mais il lui faut quand même une PFMEA pour son processus.
Utilisez une PFMEA pour tout processus de fabrication nouveau ou modifié : nouvelle ligne, nouvelle usine, nouvel outil, modification du processus ou transfert de production vers un autre site. En développement produit, la DFMEA vient en premier, et la PFMEA démarre dès que le flux du processus est connu. Dans l’automobile, les deux sont des livrables du processus APQP : la DFMEA en phase 2 et la PFMEA en phase 3. Les deux se chevauchent et doivent être mises à jour pendant toute la vie du produit.
Qu'est-ce que la démarche AIAG-VDA en 7 étapes ?
La plupart des équipementiers automobiles suivent aujourd’hui le manuel AMDEC AIAG et VDA, publié pour la première fois en 2019. Il décrit une méthode unique en sept étapes, utilisée pour la DFMEA comme pour la PFMEA. Seul le contenu de chaque étape change.
- Planification et préparationDéfinissez le périmètre, l’équipe, les tâches et les outils. Le manuel résume cette étape par les 5T, initiales anglaises de l’objectif, du calendrier, de l’équipe, des tâches et des outils.
- Analyse structurelleDFMEA : décomposez le produit en système, sous-système et composant, généralement avec un schéma fonctionnel. PFMEA : décomposez le processus en étapes et en éléments de travail comme la machine, la matière, la méthode et la main-d’œuvre.
- Analyse fonctionnelleDFMEA : nommez les fonctions et les exigences de chaque élément, souvent avec un diagramme P. PFMEA : nommez ce que chaque étape du processus doit obtenir, ainsi que les caractéristiques produit et procédé.
- Analyse des défaillancesConstruisez la chaîne de défaillance de chaque fonction : l’effet, le mode et la cause de la défaillance.
- Analyse des risquesConsignez les mesures de prévention et de détection actuelles. Cotez la gravité, l’occurrence et la détection, puis déterminez la priorité d’action à l’aide du tableau.
- OptimisationPlanifiez des actions pour les points à priorité élevée et moyenne, désignez un responsable et une échéance, puis cotez de nouveau le risque une fois les actions réalisées.
- Documentation des résultatsPrésentez les résultats et les actions menées à la direction et, si nécessaire, au client.
Pourquoi la priorité d'action remplace-t-elle l'IPR ?
Les anciens manuels AMDEC classaient les risques selon l’indice de priorité du risque, ou IPR : la gravité multipliée par l’occurrence et par la détection. Le défaut de cet indice est que des risques très différents peuvent obtenir le même IPR. Une défaillance rare aux conséquences sur la sécurité pouvait obtenir un score inférieur à celui d’un défaut d’aspect fréquent.
Le manuel AIAG-VDA remplace l’IPR par la priorité d’action, ou AP. Un tableau affecte chaque combinaison de gravité, d’occurrence et de détection à une priorité élevée, moyenne ou faible. La gravité pèse le plus, puis l’occurrence, puis la détection. Une priorité élevée signifie que l’équipe doit agir ou justifier par écrit que les mesures actuelles suffisent. La même logique vaut pour la DFMEA et la PFMEA, chacune avec ses propres grilles de cotation.
Une priorité d’action faible qui repose uniquement sur une bonne cotation de détection est un signal d’alerte. Dans la DFMEA comme dans la PFMEA, la prévention réduit le risque à sa source. La détection ne fait que trouver le problème une fois qu’il existe.
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Comment la DFMEA alimente-t-elle la PFMEA et le plan de surveillance ?
La DFMEA, la PFMEA et le plan de surveillance forment une seule chaîne. Les besoins du client sont intégrés à la conception, par exemple grâce au déploiement de la fonction qualité. La DFMEA montre quelles caractéristiques produit sont critiques pour la sécurité, la réglementation ou la fonction. Elles deviennent des caractéristiques spéciales sur le plan.
La PFMEA reprend ces caractéristiques. Pour chaque étape du processus qui crée ou modifie une caractéristique spéciale, l’équipe analyse comment le processus peut ne pas la respecter. Les effets de la DFMEA sont repris, si bien que la gravité de l’effet sur l’utilisateur final doit être identique dans les deux documents. Les mesures de maîtrise du processus issues de la PFMEA passent ensuite dans le plan de surveillance, avec la taille d’échantillon, la fréquence et le plan de réaction.
- Exigences : exigences du client et exigences légales, fonctions et interfaces.
- DFMEA : risques de conception, mesures de maîtrise de la conception et caractéristiques spéciales.
- Plan et spécification : caractéristiques spéciales repérées par les symboles convenus.
- Logigramme de processus et PFMEA : risques du processus à chaque étape, avec les mêmes caractéristiques spéciales.
- Plan de surveillance : comment chaque mesure de maîtrise du processus est appliquée en production de série.
Le lien vaut aussi en sens inverse. Lorsque la PFMEA montre qu’une caractéristique ne peut pas être obtenue de façon fiable avec le processus prévu, l’équipe de conception doit en être informée tant que la conception peut encore évoluer. Lorsqu’un défaut parvient jusqu’au client, la résolution de problèmes, par exemple un rapport 8D, doit déboucher sur une mise à jour de la PFMEA et, si la cause relève de la conception, de la DFMEA aussi.
Un exemple de DFMEA et de PFMEA
Ce court exemple est illustratif, il ne s’agit pas d’un cas client. Le produit est une agrafe en plastique injecté qui fixe un faisceau de câbles sur un panneau de carrosserie. Sa fonction est de maintenir les câbles en place, malgré les vibrations et la chaleur, pendant toute la durée de vie du véhicule.
| Élément | DFMEA, conception de l'agrafe | PFMEA, injection de l'agrafe |
|---|---|---|
| Fonction | Maintenir le faisceau avec une force de retenue minimale, malgré les vibrations et la chaleur | Mouler le bras de verrouillage à l’épaisseur spécifiée |
| Mode de défaillance | Force de retenue trop faible | Bras de verrouillage plus fin que spécifié, ou remplissage incomplet |
| Effet | Les câbles se détachent, produisent des bruits parasites et peuvent frotter contre la carrosserie | Même effet pour l’utilisateur final, avec en plus des rebuts et du tri dans l’usine |
| Cause | Épaisseur du bras de verrouillage spécifiée trop faible pour la matière après vieillissement thermique | Pression de maintien trop basse, ou insert de moule usé |
| Mesure de prévention | Règle de conception pour les clips, simulation de résistance | Surveillance des paramètres d’injection, maintenance planifiée du moule |
| Mesure de détection | Essai d’arrachement sur prototypes après vieillissement thermique | Essai de force de retenue sur échantillons, contrôle par caméra du bras de verrouillage |
| Résultat | Bras de verrouillage plus épais, épaisseur repérée comme caractéristique spéciale | Épaisseur et force de retenue ajoutées au plan de surveillance |
Les deux analyses examinent la même défaillance sous deux angles. La DFMEA a corrigé la faiblesse de conception et fait de l’épaisseur du bras de verrouillage une caractéristique spéciale. La PFMEA a garanti que le processus d’injection respecte cette épaisseur, et le plan de surveillance indique comment elle est contrôlée en production de série.
Quelles sont les erreurs les plus fréquentes en DFMEA et en PFMEA ?
- Des causes processus dans la DFMEA : « l’opérateur monte mal la pièce » relève de la PFMEA. La DFMEA doit nommer des causes de conception.
- Des causes de conception dans la PFMEA : une tolérance erronée sur le plan est un problème de conception. Renvoyez-la à l’équipe DFMEA.
- Une gravité différente pour le même effet : l’effet sur l’utilisateur final et sa gravité doivent être identiques dans les deux documents.
- Des caractéristiques spéciales perdues en route : une caractéristique repérée dans la DFMEA manque dans la PFMEA ou dans le plan de surveillance.
- L’AMDEC vue comme de la paperasse : une DFMEA remplie après la validation de la conception, ou une PFMEA rédigée uniquement pour l’audit client, ne peut plus rien changer.
- Une seule personne remplit le formulaire : sans équipe pluridisciplinaire, l’analyse se prive des connaissances de la conception, de la production et des essais.
- Pas de mise à jour après les modifications ou les réclamations : les deux documents doivent être révisés après chaque modification de conception ou de processus et après chaque réclamation terrain ou client.
Comment un ingénieur qualité de transition spécialiste de l'AMDEC peut-il vous aider ?
Dans de nombreuses usines, les AMDEC existent sur le papier mais n’empêchent pas les défaillances. La DFMEA et la PFMEA ont été rédigées par des équipes différentes, les caractéristiques spéciales ne concordent pas et le plan de surveillance n’est plus à jour. Un animateur AMDEC expérimenté ou un manager de transition peut animer les ateliers, aligner la DFMEA, la PFMEA et le plan de surveillance d’une famille de produits, passer l’analyse au format AIAG-VDA et former vos ingénieurs à la tenir à jour.
Depuis 2011, GQ Interim a mené 1 550+ projets dans des entreprises industrielles d’Europe centrale et orientale, pour des clients comme Stellantis, Porsche, Siemens, Valeo et Magna. Notre base compte 7 500+ experts vérifiés, parmi lesquels des animateurs AMDEC, des ingénieurs qualité et des ingénieurs qualité fournisseurs. Nous sommes certifiés ISO 9001 et TISAX. Découvrez notre offre experts AMDEC.
Conclusion
La DFMEA rend la conception fiable. La PFMEA rend le processus capable de fabriquer le produit tel qu’il a été conçu. Appliquez aux deux la même méthode en 7 étapes et la même priorité d’action, démarrez la DFMEA tôt, lancez la PFMEA dès que le flux du processus est connu, et reportez les caractéristiques spéciales jusqu’au plan de surveillance. Les deux analyses forment alors un seul système qui prévient les défauts.
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Questions fréquentes
Que signifie DFMEA ?
DFMEA signifie design failure mode and effects analysis, l’AMDEC produit en français. C’est une méthode structurée pour identifier comment une conception peut être défaillante, quels en seraient les effets et quelles causes de conception en sont à l’origine, afin d’améliorer la conception avant sa validation.
Quelle est la principale différence entre PFMEA et DFMEA ?
La DFMEA analyse la conception du produit et suppose que la pièce est fabriquée correctement. La PFMEA analyse le processus de fabrication et d’assemblage et suppose que la conception est juste. La DFMEA débouche sur des modifications de conception et des essais. La PFMEA débouche sur des mesures de maîtrise du processus et sur le plan de surveillance.
Par laquelle commencer, la DFMEA ou la PFMEA ?
La DFMEA commence en premier, dès le concept produit. La PFMEA démarre lorsque le flux du processus est connu et utilise la DFMEA comme élément d’entrée. En pratique, les deux se chevauchent et sont mises à jour ensemble pendant le développement et la production de série.
Qui est responsable de la DFMEA et de la PFMEA ?
L’ingénieur responsable de la conception porte la DFMEA. L’ingénieur procédés ou industrialisation porte la PFMEA. Les deux nécessitent une équipe pluridisciplinaire, avec la qualité, les essais, la production et, le cas échéant, les fournisseurs et les clients.
La gravité est-elle la même dans la DFMEA et dans la PFMEA ?
Pour un même effet sur l’utilisateur final, elle devrait l’être. La PFMEA reprend les effets de la DFMEA, la gravité pour l’utilisateur final doit donc concorder. La PFMEA cote aussi des effets que la DFMEA ne couvre pas, comme les rebuts, les retouches ou un arrêt dans l’usine.
Quelle est la différence entre DFMEA, PFMEA et AMDEC système ?
Une AMDEC système examine un système complet et les interfaces entre ses sous-systèmes. C’est une AMDEC de conception au niveau le plus élevé. Le manuel AIAG-VDA décrit aussi une AMDEC complémentaire de surveillance et de réponse du système, ou FMEA-MSR, pour les défaillances qu’un système du véhicule détecte et auxquelles il réagit en utilisation.
L'IATF 16949 exige-t-elle une DFMEA et une PFMEA ?
Oui, pour les organismes concernés. L’IATF 16949 cite une analyse de risques de la conception du produit, l’AMDEC, parmi les éléments de sortie de la conception à l’exigence 8.3.5.1, et l’AMDEC processus parmi les éléments de sortie de la conception du processus de fabrication à l’exigence 8.3.5.2. Un fournisseur sans responsabilité de conception a quand même besoin d’une PFMEA.
Quelles normes AMDEC s'appliquent en dehors de l'AIAG-VDA ?
La SAE J1739 est la norme SAE pour l’AMDEC de conception et de processus, utilisée surtout dans l’industrie automobile américaine. L’IEC 60812 est la norme internationale générale de l’AMDEC. De nombreux clients ajoutent aussi leurs propres exigences AMDEC.
Peut-on utiliser le même logiciel pour la DFMEA et la PFMEA ?
Oui. Un logiciel d’AMDEC dédié gère les deux et relie la DFMEA, la PFMEA, les caractéristiques spéciales et le plan de surveillance dans une même base de données, si bien qu’une modification dans un document peut être reportée dans les autres. De nombreuses usines utilisent encore des tableurs, ce qui rend ce lien plus difficile à maintenir.
