FMEA

Die FMEAFehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (engl.: Failure-Mode-and-Effects Analysis / FMEA) ist eine formalisierte Methode, um mögliche Probleme sowie deren Risiken und Folgen bereits vor ihrer Entstehung systematisch und vollständig in einer FMEA zu erfassen. Dieses potenzielle Auftreten von Fehlern wird von einem bereichsübergreifenden Arbeitsteam unter Anwendung in der Vergangenheit gewonnener Erfahrungen und unter Benutzung des kreativen Potenzials der Beteiligten frühzeitig aufgezeigt, bewertet und durch Festlegung geeigneter Maßnahmen vorausschauend vermieden.

Die analytische Vorgehensweise der FMEA stammt aus den USA und wurde dort in den 1960er-Jahren ursprünglich für die Anwendung im Bereich der Raumfahrt im Rahmen des Apollo-Programms entwickelt. Inzwischen hat sie sich in vielen Branchen als ein wirkungsvolles Werkzeug zur Erkennung von Fehlern und Fehlerauswirkungen durchgesetzt. Über die Automobilindustrie gelangte die FMEA etwa Ende der 1970er-Jahre nach Deutschland und wird seitdem auch hier erfolgreich angewendet.

Wie bereits erwähnt, ist die grundlegende Zielsetzung der FMEA in einer vorausschauenden Fehlervermeidung zu erblicken. Derartige Präventivmaßnahmen setzen immer am wirksamsten in den frühen Phasen des Produktentstehungsprozsses an, also im Rahmen von Entwicklung, Konstruktion und Planung. Dies betrifft insbesondere die Neuentwicklung von Produkten, Sicherheits- und Problemteile, neue Fertigungsverfahren sowie Produkt- oder Prozessänderungen. Dabei unterscheidet man nach dem Zeitpunkt der Anwendung und dem Objekt der Untersuchung zwischen der Konstruktions - FMEA für ein Produkt (Entwicklungs- und Konstruktionsphase) und der Prozess - FMEA für ein Herstellungsverfahren (Produktionsplanungsphase) . Hinzu kommt die System - FMEA, die sich zur Betrachtung übergeordneter Gesamtsysteme mit ihren Wechselwirkungen zwischen den jeweiligen Einzelsystemen entwickelt hat.

Vor dem Hintergrund der zunehmenden Komplexität einzelner Komponenten und ihres Zusammenwirkens in Systemen haben sich in den letzten Jahren insbesondere in der Automobilindustrie die Bezeichnungen System - FMEA Produkt und System-FMEA Prozess herausgebildet. Die Begriffe Konstruktions - FMEA und Prozess - FMEA bleiben jedoch weiterhin gebräuchlich und werden unten näher beschrieben.

In jedem Fall muss die FMEA vor Beginn der Serienfertigung abgeschlossen sein. Neben ihrer grundsätzlich präventiven, fehlervermeidenden Wirkung lassen sich die wesentlichen Aufgaben und Ziele einer FMEA dabei wie folgt zusammenfassen:

  • Identifizierung kritischer Komponenten und potenzieller Schwachstellen.
  • Frühzeitiges Erkennen und Lokalisieren von möglichen Fehlern.
  • Abschätzung und Quantifizierung von Risiken.
  • Anwendung und Weitergabe von Wissen und Erfahrungen.
  • Verkürzung der Entwicklungszeit, Senkung der Entwicklungskosten sowie des Fehlleistungsaufwandes
  • Vermeidung von Doppelarbeit und Verringerung von Änderungen nach Beginn der Serienfertigung.
  • Beitrag zur Erfüllung unternehmenspolitischer Qualitätszielsetzungen.

Darüber hinaus eignet sich die FMEA auch als Führungsinstrument für die Entscheidungsebene. Durch das Einfordern wichtiger Schlüsselergebnisse der FMEA, wie z. B. der Risikoprioritätszahl (RPZ), kann die tatsächliche Durchführung der Untersuchung nachvollzogen werden. Außerdem ist dadurch die Abschätzung bzw. Quantifizierung von potenziellen Fehlern zur Risikobeurteilung der betrachteten Aufgabe möglich.

Zur methodischen Durchführung einer FMEA empfiehlt sich die Benutzung eines Formblattes. Dadurch werden die Ergebnisse in schriftlicher Form festgehalten sowie Systematik und Übersichtlichkeit sichergestellt. Ein solches Arbeits- und Denkschema kann grundsätzlich in vier Blöcke eingeteilt werden: Fehleranalyse, Risikobeurteilung, Lösungsmöglichkeiten bzw. Maßnahmenvorschläge und Ergebnisbeurteilung


Im Folgenden wird der allgemeine Ablauf einer FMEA stichwortartig beschrieben:

    • Orientierungsdaten (Stammdaten)

Systemabgrenzung und -beschreibung, Teile und Merkmale bzw. Abläufe und einzelne Arbeitsfolgen.

  • Fehleranalyse

Mögliche Fehler nach Art und Ort ‚ mögliche Folgen, mögliche Ursachen.

  • Risikobeurteilung

Kontrollmaßnahmen, die zur Entdeckung potenzieller Fehler führen oder deren Auswirkungen verringern können. Punktbewertung jeder möglichen Fehlerursache nach der Wahrscheinlichkeit des Auftretens' der Bedeutung der Folgen eines Fehlers für den Betroffenen sowie der Wahrscheinlichkeit für die Entdeckung des Fehlers. Diese Bewertung soll jeden Fehler quantifizieren. Dazu wird die sogenannte Risikoprioritätszahl (RPZ) berechnen. Sie ergibt sich aus der Multiplikation der Punkte der drei genannten Bewertungen.

Üblicherweise nimmt man die Punktbewertung zur Risikobeurteilung auf einer Skala von 1 (kein Risiko) bis 10 (hohes Risiko) vor. Die Risikoprioritätszahl kann dann einen Wert zwischen 1 und 1.000 annehmen und stellt so eine Rangfolge für die Optimierung durch entsprechende Lösungsvorschläge dar. Die Fehlerursachen mit dem höchsten Zahlenwert sind vorrangig zu beseitigen. Auf diese Weise wird die Voraussetzung für eine gezielte und systematische Verbesserung von Konstruktion und Prozess geschaffen.

  • Maßnahmenvorschläge zur Optimierung
Die Auftrittswahrscheinlichkeit von Fehlerursachen ist sowohl in der Konstruktion wie auch im Prozess zu minimieren. Lösungsvorschläge sollten auf Fehlervermeidung anstelle von Fehlerentdeckung abzielen. Die Risikoprioritätszahl dient hier gemäß dem Pareto-Prinzip als ein Hinweis auf die zu wählende Optimierungsreihenfolge. Dabei sind insbesondere auch die Einzelwerte der Risikobeurteilung zu betrachten. Hohe Werte für die Auftrittswahrscheinlichkeit weisen auf eine notwendige Konzeptverbesserung hin, selbst wenn die Entdeckungswahrscheinlichkeit hoch und die Bedeutung gering ist. Eine hohe Bedeutung der Folgen für den Kunden muss stets eine Konzeptionsänderung nach sich ziehen. Soll die Entdeckungswahrscheinlichkeit angehoben werden, ist eine gezielte Fehlersuche erforderlich. Eine hohe Entdeckungswahrscheinlichkeit hingegen erfordert die Minimierung der Auftrittswahrscheinlichkeit durch entsprechende Maßnahmen. Die Zuständigkeiten für diese Maßnahmen werden ebenfalls festgelegt.
  • Entscheidung über die Maßnahmen

Von den vorgeschlagenen Maßnahmen werden die erfolgversprechendsten diskutiert, ausgewählt und anschließend durchgeführt.

  • Restrisikobetrachtung

Nach der Durchführung von entsprechenden konstruktiven bzw. planerischen Maßnahmen wird wieder eine Risikobeurteilung vorgenommen 3. Es werden erneut Risikoprioritätszahlen berechnet die zur Entscheidung über die Freigabe der Konstruktion bzw. der Betriebsmittelbeschaffung dienen.

  • Ergebnisbeurteilung

Im Rahmen der abschließenden Ergebnisbeurteilung wird ein Vergleich der beiden Risikoprioritätszahlen (vorheriger Zustand und verbesserter Zustand j durchgeführt. Dabei wird auch das Verhältnis zwischen erzielbarer Verbesserung und einzusetzendem Aufwand berücksichtigt.

Ausgefüllte FMEA-Formblätter können zur Dokumentation verwendet werden, um jederzeit auf Ergebnisse bereits durchgeführter Untersuchungen zurückgreifen und Erfahrungswissen im Unternehmen weitergeben zu können. Der Verbesserungsprozess darf dadurch jedoch nicht zum Erliegen kommen.



Konstruktions - FMEA

Die Konstruktions - FMEA ist speziell auf ein Produkt ausgerichtet und wird in der Entwicklungs- und Produktionsplanungsphase von einem interdisziplinären Arbeitsteam, bestehend aus Fachleuten aller beteiligten Bereiche, durchgeführt. Dabei ist sicherzustellen, dass alle möglicherweise auftretenden Fehler betrachtet und vorausschauend vermieden werden. Das Produkt ist also gegen Schwachstellen aller Art abzusichern, beispielsweise in Bezug auf Funktionalität, Zuverlässigkeit, Geometrie, Werkstoffauswahl, wirtschaftliche Herstellbarkeit, Prüfbarkeit und Servicefreundlichkeit.

Dabei hat sich ein Top-down-Schema als Gliederungsprinzip bewährt. Es wird also zuerst das Gesamtsystem untersucht, dann die entsprechenden Teilsysteme bzw. Baugruppen. Diese sind wiederum in Erzeugnisse und Teilegruppen zerlegbar, die schließlich aus Einzelteilen mit entsprechenden Merkmalen bestehen. Die Konstruktions - FMEA ist besonders wirkungsvoll bei neuen oder geänderten Teilen bzw. Werkstoffen, bei geänderten oder zusätzlichen Anforderungen, bei besonderen Funktions- und Sicherheitsrisiken, bei fertigungstechnischen Dauerproblemen und erfahrungsmäßigen Feldproblemteilen sowie bei Schnitt- und Verbindungsstellen und allgemein schwieriger Prüfbarkeit.


Prozess - FMEA

Die Prozess - FMEA bezieht sich auf einen bestimmten Prozess in den Bereichen Fertigung, Montage sowie Prüfung und wird im Rahmen der Produktionsplanungsphase durchgeführt. Sie übernimmt auch die in der Konstruktions - FMEA festgestellten Fehlerursachen, die sich auf einen Prozess beziehen, und bietet auf dieser Grundlage die Möglichkeit, weitere Untersuchungen durchzuführen. Grundsätzlich sollen alle möglichen Faktoren und Zustände ermittelt werden, die einen einwandfreien Prozessablauf erschweren. Dabei ist die gesamte Handlungskette mit allen Einflüssen zu erfassen. 

Im Rahmen der Prozess - FMEA sind Eignung und Sicherheit des Hersteliverfahrens, seine Qualitätsfähigkeit sowie Prozessstabilität und die Ermittlung von Prozesssteuerungsmerkmalen besonders zu betrachten. Dabei zielt die Prozess - FMEA immer auf integrierte, gefertigte und kostenoptimierte Qualität. Sie ist als Ergänzung der Pflichtenhefte für die Betriebsmittelbeschaffung und die Ablaufgestaltung anzusehen.


System - FMEA

Mithilfe der System - FMEA wird das funktionsgerechte Zusammenwirken der einzelnen Komponenten eines komplexen Systems untersucht. Die dafür notwendige Ausgangsinformationen können beispielsweise als Pflichtenheft oder als Ergebnisse der Qualitätsplanung mittels Quality Function Deployment vorliegen. Ziel ist dabei die frühzeitige Vermeidung von Fehlern schon im Stadium des Systementwurfs. Dabei werden insbesondere Sicherheit und Zuverlässigkeit des geplanten Systems sowie die Einhaltung von gesetzlichen Vorschriften überprüft. Die System -  FMEA kann darüber hinaus für einen Systemvergleich sowie zur fundierten Entscheidung bezüglich einer Systemauswahl herangezogen werden.

Im Sinne eines methodischen Zusammenhangs kann die System - FMEA als Basis für die Konstruktions - FMEA angesehen werden, aus der sich wiederum die Prozess - FMEA ableiten lässt. Dabei wird gemäß der grundsätzlichen Vorgehensweise bei einer FMEA zunächst für das zu betrachtende Endprodukt, Bauteil oder den Prozess die jeweilige Funktion beschrieben, woraus dann die potenzielle Fehlerart sowie deren mögliche Auswirkung und Ursache abzuleiten sind.

QUALITÄTSKONTROLLE
Wir bieten von der Sortierung bis zur Nacharbeit und Reinigung der Bauteile alle unsere Dienstleistungen bei unseren Kunden vor Ort oder auch in unserem eigenen Werk an.
PACK- UND MONTAGESERVICE
Wir unterstützen unsere Kunden aus verschiedensten Bereichen, wie Automotiv, Print, Kosmetik oder Pharma, mit Dienstleistungen von Logistik bis Baugruppenmontage.
FULFILLMENT
Wir sind Ihr erfahrener Fulfillment Partner: Sie verkaufen, wir kommissionieren und versenden ihre Artikel, z.B. in Kartonagen in Ihrem Design und mit Ihren Absenderdaten.
KONTAKT
Wir sind Ihr zuverlässiger Industrie-Dienstleistungspartner im Großraum Unterfranken, von Würzburg bis Schweinfurt und Aschaffenburg. Rufen Sie uns einfach an.