FMEA – Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse

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Failure Mode and Effects Analysis
Die FMEA dient dazu, potentielle Fehler sowie deren Ursachen und Auswirkungen frühzeitig zu erkennen. Dadurch können die identifizierten Risiken bewertet und Maßnahmen zur Vermeidung erarbeitet werden. Die FMEA ist eine analytische Methode der präventiven Qualitätssicherung, die bei Produkt- und Prozessentwicklung sowie bei Entwicklung von Dienstleistungen eingesetzt wird.
Die FMEA hat ihren Ursprung in der Entwicklung sicherheitskritischer Produkte und Prozesse. Speziell im Automotive-Bereich ist sie bereits weitgehend verpflichtender Bestandteil des Produktentstehungsprozesses (PEP). Darüber hinaus wird sie mittlerweile in vielen Branchen zur Risikobehandlung eingesetzt. Der systematische und strukturierte Aufbau einer FMEA ermöglicht ihren vielseitigen Einsatz entlang des PEP: Mit ihr können das erste Systemkonzept, das konkret ausgearbeitete Design und der Herstellungsprozess analysiert werden.
  • Fehler und Schwachstellen werden in einer frühen Phase der Produktentwicklung aufgedeckt, so dass nur minimale Fehlerkosten entstehen.
  • Reklamationen und Rückrufaktionen können vermieden werden.
  • Entwicklungszeiten werden verkürzt und Qualitätskosten gesenkt.
  • Systematische Fehlerzusammenhänge bis auf Bauteilebene werden aufgedeckt und dokumentiert, so dass Fehlerursachen und nicht nur Symptome beseitigt werden können.
  • Die Kommunikation und Zusammenarbeit im Unternehmen sowie mit Kunden und Lieferanten wird verbessert.
  • Eine detaillierte Ausarbeitung der FMEA ist zeitaufwendig.
  • Die Akzeptanz von FMEA kann bei manchen Stakeholdern niedrig sein, da diese sie als Qualitätsmanagementwerkzeug ansehen, das viel Aufwand, aber wenig Fortschritt bringt.
  • Die Art der FMEA muss definiert sein: Vor Start einer FMEA muss klar sein, ob das Produkt oder der Herstellungsprozess untersucht werden soll.
  • Der Anwendungsumfang (ganzes System oder Teilbereich) muss geklärt sein: Um den Aufwand für eine FMEA zu begrenzen, ist es sinnvoll zu prüfen, welche Teilsysteme das höchste Risiko (Sicherheit, Haftung, Kosten) bergen. Im Sinne einer Konzentration auf das Wesentliche kann die FMEA auf diese Systembereiche eingeschränkt werden. Wenn diese Entscheidung vor Start schwierig ist, kann sie nach Schritt 1 oder spätestens nach Schritt 2 (siehe Durchführung) erfolgen.
  • Die Tiefe der Analyse muss festgelegt sein: Klären Sie im Voraus, mit welchem Detaillierungsgrad das System betrachtet werden soll. Ist die Schnittstelle zur Produktumgebung relevant, meist in der frühen Entwicklungsphase zur Überprüfung des Produktkonzepts (System-FMEA), oder sollen die einzelnen Komponenten eines bestehenden Designs betrachtet werden (Design-FMEA)?
  • Die Managementunterstützung muss gewährleistet sein: Das Management hat im Wesentlichen drei Aufgaben: Es muss dafür sorgen, dass die FMEA-Teammitglieder für die Aufgabe zur Verfügung stehen. Es muss Analysen z.B. zur Konzeptänderung genehmigen, die aufgrund eines hohen Risikos nötig werden. Nach Abschluss des FMEA-Projekts muss es die Weiterentwicklung des Produkts oder Prozesses basierend auf den Ergebnissen freigeben.

Die Methode benötigt einen Moderator, der die Gruppenarbeit leitet und das Team durch die einzelnen Schritte der FMEA führt. Der Moderator muss mit der Methode vertraut sein und bereits Erfahrungen mit ihrer Anwendung gesammelt haben. Zusätzlich benötigt er entsprechende Moderationserfahrung.

Jedes Teammitglied trägt mit der Produkt- / Prozesskompetenz seines Fachbereichs bei. Die Teammitglieder benötigen darüber hinaus keine weiteren Qualifikationen.

  • Alle bereits verfügbaren Dokumente zum Produkt bzw. Prozess (Lastenheft, Stücklisten, Konstruktionszeichnungen, Flussdiagramme usw.)
  • Bewertungsschema, anhand dessen die Risikobewertung durchgeführt wird (s. Durchführung, Schritt 4)
  • falls vorhanden: FMEA-Dokumentation des Vorgänger-Produkts oder -Prozesses
  • Liste bewerteter Fehler und Schwachstellen des Produkts / Prozesses
  • Beschlossene Maßnahmen zur Risikobehandlung
  • Nachweis der Zuverlässigkeit und Robustheit des Produkts / Prozesses gegenüber Fehlern
  • Verifizierung der im Lastenheft geforderten Merkmale und Funktionen
  • Dokumentation systematischer Fehlerzusammenhänge
  • Tabellenkalkulationsprogramm oder spezielle FMEA-Software
  • Beamer und ggfs. Moderationskarten, Pinnwand, Flip-Chart

Die folgenden Schritte sind für alle Arten der FMEA identisch. Lediglich die Terminologie kann unterschiedlich sein. Z.B. entsprechen den "Systemelementen" einer Produkt-FMEA in einer Prozess-FMEA die "Prozessschritte". In dieser Beschreibung wird die Terminologie einer Produkt-FMEA verwendet. In der weiteren Beschreibung steht "Produkt" stellvertretend für "Produkt oder Dienstleistung".

FMEA-Team

Vor Start der FMEA muss das FMEA-Team definiert werden. Es besteht aus den Experten der am Produkt bzw. Prozess beteiligten Abteilungen (Entwicklung, Konstruktion, Test, Prozessplanung, Qualität usw.). Es können auch Vertreter der Kunden bzw. Lieferanten temporär mit im Team sitzen.

Für die Moderation der Teamarbeit können Sie die Methode "Moderation von Arbeitsgruppen" einsetzen.

Festlegung der Dokumentation und des Ablagesystems

Vor Start des FMEA-Projekts muss klar sein, mit welcher Software die Dokumentation durchgeführt wird. Soll die FMEA großflächig in

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  • Starten Sie die FMEA so früh wie möglich im...

Die FMEA unterscheidet zwei Hauptvarianten:

  • ...
Die Methode geht zurück auf die 1949 in den USA veröffentlichte militärische Anweisung "MIL-P-1629 – Procedures for Performing a Failure Mode, Effects and Criticality Analysis". In den sechziger Jahren wurde die FMEA in der Luft-und Raumfahrt sowie Kerntechnik angewandt, z.B. setzte die NASA die Methode bei den Apollo-Projekten ein. In den siebziger Jahren fand die Methode in der Automobilbranche breiten Einsatz. Heute findet die FMEA in sehr vielen Branchen Anwendung. Es gibt je nach Anwendungskontext vielfältige Richtlinien und Standards zur FMEA. Normiert ist die FMEA durch die zuletzt 2015 aktualisierte DIN EN 60812 "Fehlzustandsart- und -auswirkungsanalyse (FMEA)".
zur Gestaltung der Teamarbeit
zur gemeinsamen, strukturierten Suche nach Fehlern, Fehlerfolgen und Fehlerursachen
zur Visualisierung von Auftretenswahrscheinlichkeit und Bedeutung
zur Sammlung von möglichen Fehlern
zur Bestimmung von Fehlerketten (Ursachen und Wirkungen)
zur Bestimmung von Fehlerursachen
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