FMEA_VDA

Qualitätsmanagement in der Automobilindustrie

Sicherung der Qualität vor Serieneinsatz System FMEA

Verband der AutomobilindustrieVerband der Automobilindustrie

System-FMEA 1

Vorwort

Die Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA) ist eine entwick-lungs- und planungsbegleitende System- und Risikoanalyse. Sie ist in die Fachbereiche integriert und beinhaltet sowohl die Systemoptimierung als auch die Risikominderung.

Als wichtiges methodisches Instrument dient die FMEA dazu, frühzeitig mögliche Fehler zu erkennen, um deren Entstehung bereits im Vorfeld ab-wenden zu können. Zum Tragen kommt dies bei neuen Konzepten und Ent-wicklungen ebenso wie für die Weiterentwicklung von Produkten und Pro-zessen. Schon während der Entwicklungs- und Planungsphase werden de-ren Reife methodisch hinterfragt und bewertet. Die FMEA zeigt dabei an al-len kritischen Stellen geeignete Maßnahmen auf, mit deren Durchführung Risiken bereits reduziert wurden oder noch zu minimieren sind.

Anhand einer konsequenten Strukturierung der Systeme und Prozesse mit ihren jeweiligen Wirkungszusammenhängen fördert die FMEA den Kom-munikationsfluss in der Team- und Projektarbeit sowie den erforderlichen Wissenstransfer im Unternehmen. Der Projektablaufplan stellt dar, wie die FMEA, als eine Methode der „Prävention“, in die Produktentwicklung und Produktionsprozessentwicklung eingebunden ist.

Durch die Dokumentation der FMEA gewinnt das Unternehmen eine proto-kollierte Wissensbasis, mit der laufende und künftige Entwicklungsprojekte effizient unterstützt werden.

System-FMEA 2

Wir danken allen Unternehmen und Mitarbeitern, die in diesem Arbeitskreis mitgewirkt haben:

Manfred Länder - Robert Bosch GmbH,

Hans-Joachim Pfeufer (Arbeitskreisleiter) - BMW AG,

Siegfried Loos - DaimlerChrysler AG,

Josef Büchl - Audi AG

Manfred Scholz - ZF Friedrichshafen,

Stefan Egerer - Context GmbH,

Holger Mehringer - Siemens VDO Automotive,

Oliver Hümpfner - ZF Sachs AG,

Dr. Martin Woltereck - BMW AG,

Karlheinz Hickler - Siemens VDO Automotive,

Manuel Santos - BP AG Geschäftsbereich ILS,

Karl Viehmann - Robert Bosch GmbH,

Dietmar Zander - VW AG,

Dr. Christopherus Steindor - Thyssen Krupp Stahl AG

Frankfurt/Main, August 2006

VERBAND DER AUTOMOBILINDUSTRIE E. V. (VDA)

System-FMEA 3

Inhaltsverzeichnis Seite

Vorwort 1 0 Einführung 8 0.1 Geschichtliche Entwicklung der FMEA 8 0.2 Ziele der FMEA 9 0.3 Einbindung der FMEA in das Unternehmen 11 0.4 FMEA für Produkte und Prozesse 12 0.4.1 Produkt-FMEA 12 0.4.2 Prozess-FMEA 12 0.5 Zeitlicher Ablauf der FMEA-Durchführung 13 0.6 DAMUK, Flow-Chart zum Ablauf der FMEA 13 1 Definition D 15 1.1 Ziel der Definitionsphase 16 1.1.1 Handlungsbedarf für die Durchführung einer FMEA ermitteln. 16 1.1.2 Zielsetzung der FMEA für das Projekt 17 1.2 Zeitrahmen 17 1.3 Messgrößen 17 1.4 Ergebnis 18 1.5 Eingabe 19 1.5.1 Vereinbarungen 19 1.5.2 Arbeitsunterlagen beschaffen 19 1.6 Arbeitsumfang 20 1.6.1 Aufgabenzuordnung in der Definitionsphase 20 1.6.2 FMEA-Teambildung 21 1.6.2.1 Kriterien für FMEA-Moderator 21 1.6.2.2 Kriterien für die weiteren Team-Mitglieder 21 1.6.2.3 Die Zusammensetzung des FMEA-Teams 21 1.7 Arbeitsmittel 21 1.8 Unterstützende Methoden 22 1.9 Prozess- und Teilschritte 23 1.10 Risiken 24 1.11 Kommunikation 24 2 Analyse A 25 2.1 Ziel der Analysephase: 26 2.2 Zeitrahmen 26 2.3 Messgrößen 26 2.4 Ergebnis 26 2.5 Eingabe 27

System-FMEA 4

2.6 Arbeitsumfang 28 2.7 Arbeitsmittel 29 2.8 Unterstützende Methoden 29 2.9 Prozess- und Teilschritte 29 2.9.1 Die Erstellung der Produkt-FMEA 31 2.9.1.1 Strukturanalyse Produkt-FMEA (1. Schritt) 31 2.9.1.2 Funktionsanalyse Produkt-FMEA (2. Schritt) 34 2.9.1.3 Fehleranalyse Produkt-FMEA (3. Schritt) 36 2.9.1.4 Maßnahmenanalyse Produkt-FMEA (4. Schritt) 38 2.9.1.5 Optimierung Produkt-FMEA (5. Schritt) 43 2.9.2 Die Erstellung der Prozess-FMEA 51 2.9.2.1 Strukturanalyse Prozess-FMEA (1. Schritt) 51 2.9.2.2 Funktionsanalyse Prozess-FMEA (2. Schritt) 53 2.9.2.3 Fehleranalyse Prozess-FMEA (3. Schritt) 55 2.9.2.4 Maßnahmenanalyse Prozess-FMEA (4. Schritt) 57 2.9.2.5 Optimierung Prozess-FMEA (5. Schritt) 62 2.9.2.6 Bewertung des Risikos 63 2.10 Risiken 68 2.11 Kommunikation 68 3 Maßnahmenentscheidung M 70 3.1 Ziel der Maßnahmenentscheidungsphase 71 3.2 Zeitrahmen 71 3.3 Messgrößen 71 3.4 Ergebnis 71 3.5 Eingabe 71 3.6 Arbeitsumfang 72 3.7 Arbeitsmittel 72 3.8 Unterstützende Methoden 72 3.9 Prozess- und Teilschritte 72 3.10 Risiken 73 3.11 Kommunikation 73 4 Umsetzung U 74 4.1 Ziel der Umsetzungsphase 75 4.2 Zeitrahmen 75 4.3 Messgrößen 75 4.4 Ergebnis 75 4.5 Eingabe 76 4.6 Arbeitsumfang 76 4.7 Arbeitsmittel 77 4.8 Unterstützende Methoden 77

System-FMEA 5

4.9 Prozess- und Teilschritte 77 4.9.1 Maßnahmenverfolgung 77 4.9.2 Neubewertung des verbleibenden Risikos 77 4.9.3 Zusammenfassung des FMEA Projektes 78 4.10 Risiken 78 4.11 Kommunikation 78 5 Kommunikation K 79 5.1 Ziel der Kommunikationsphase 81 5.2 Zeitrahmen 81 5.3 Messgrößen 81 5.4 Ergebnis 81 5.5 Eingabe 82 5.6 Arbeitsumfang 82 5.7 Arbeitsmittel 83 5.8 Unterstützende Methoden 83 5.9 Prozess- und Teilschritte 84 5.9.1 Wissen 84 5.9.2 Wissen nutzen 85 5.9.3 Information und Kommunikation 87 5.9.4 Informationssysteme 88 5.10 Risiken 89 5.11 Kommunikation 89 6 Kostenbetrachtung zur FMEA 90 6.1 Ziel der Kostenbetrachtung 90 6.2 Fehlerkosten und deren Bedeutung 93 6.3 Kostenveränderung durch FMEA 93 6.4 Kostenbeeinflussung 97 6.5 Kosten der FMEA-Durchführung 98 7 Ergänzungen 99 7.1 Durchführung der FMEA 99 7.1.1 Einführung der FMEA im Unternehmen 99 7.1.2 Zusammenharbeit bei der Erstellung der FMEA 99 7.1.3 Gemeinsam durch Kunden und Lieferanten erstellte FMEA 100 7.1.4 Know-how-Schutz der Produkt-FMEA/Prozess-FMEA 100 7.1.5 Wiederverwendung der FMEA 100 7.1.6 EDV-Einsatz bei der Erstellung einer FMEA 100 7.2 Beziehungen zwischen unterschiedlichen FMEAs 101 7.2.1 Ebenen innerhalb eines Systems 101 7.2.2 Methodische Zusammenhänge zwischen verschiedenen FMEAs 102

System-FMEA 6

7.3 Besondere Merkmale (Forderung aus der ISO/TS 16949) 103 7.4 Don't (Tue nicht) 104 7.5 Bezug zu anderen Methoden 105 7.6 Dokumentation 106 7.6.1 Begleitdokumentation 106 7.6.2 Abschlussbericht 106 7.6.3 FMEA-Formblatt 109 8 Weitere Anwendungsfelder 112 8.1 Maschinenhersteller/Anlagenhersteller 112

8.2 Chemieindustrie 112

8.3 FMEA für mechatronische Systeme 118 8.3.1 Besonderheiten bei Strukturanalyse und Funktionsanalyse 119 8.3.2 Besonderheiten bei der Fehleranalyse 121 8.3.2.1 „Schlafender Fehler“ 124 8.3.3 Besonderheiten bei Maßnahmenanalyse und Optimierung 124 8.3.4 Besonderheiten bei der Bewertung des Risikos 132 8.3.4.1 Einzelbewertung von B, A, E 132 8.3.4.2 Reihung und Klassenbildung nach Risiko 133 8.3.4.3 Priorisierung mit individuellen Grenzwerten für B, A, E 134 8.3.4.4 Qualitätsrisiko 134 8.3.4.5 Risikograph 135 8.3.5 Risiko unter Berücksichtigung der Entdeckung im Kundenbetrieb 136 8.3.5.1 Keine Fehlerentdeckung im Kundenbetrieb vorgesehen 136 8.3.5.2 Bewertung der Fehlerbeherrschung im Kundenbetrieb 137 8.3.5.3 Bewertung der potenziell fehlerhaften Fehlerentdeckung oder Fehlerreaktion im Kundenbetrieb 138

8.4 FMEA für Softwareumfänge 140 8.4.1 Allgemeines 140 8.4.1.1 Zielsetzung der Betrachtung von Software-Umfängen 140 8.4.1.2 FMEA im Software-Entwicklungsprozess 140 8.4.1.3 Beziehungen zu anderen Methoden/Maßnahmen des SW-Engineerings 141 8.4.2 Strukturanalyse 142 8.4.2.1 Integration von Hardware- und Softwareumfängen 142 8.4.2.2 Darstellung des Beispiels 142 8.4.3 Funktionsanalyse 143 8.4.4 Fehleranalyse 143 8.4.4.1 Darstellung der Fehlerfortpflanzung 145

System-FMEA 7

9 Beurteilung einer Analyse 146 10 Beispiele für Bewertungstabellen 165 10.1 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Allgemeine Bedeutungskriterien B Produkt 165 10.2 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Auftretenswahrscheinlichkeit A für Produktauslegung 166 10.3 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Entdeckungswahrscheinlichkeit E zur Absicherung der Produktauslegung 167 10.4 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Auftretenswahrscheinlichkeit A mit Zuordnung von Ausfallraten 168 10.5 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Entdeckungswahrscheinlichkeit E im Kundenbetrieb 169 10.6 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Entdeckungswahrscheinlichkeit E im Kundenbetrieb [DIN EN 61508-2] 171 10.7 Beispieltabelle Prozess-FMEA: Allgemeine Bedeutungskriterien B Prozess 173 10.8 Beispieltabelle Prozess-FMEA: Auftretenswahrscheinlichkeit A für Prozessauslegung 174 11.9 Beispieltabelle Prozess-FMEA: Entdeckungswahrscheinlichkeit E im Prozess 175 10.10 Beispieltabelle Prozess-FMEA: Auftretenswahrscheinlichkeit A mit Zuordnung der Ausfallraten 176

System-FMEA 8

0 Einführung

0.1 Geschichtliche Entwicklung der FMEA

Die NASA hat 1963 die „Failure Mode and Effects Analysis“ (FMEA) für das Apollo-Projekt entwickelt. 1965 hat die Luft- und Raumfahrt-technik diese Methode übernom-men. Ca. 1975 fand diese Methode unter anderem ihren Einsatz in der Kerntechnik.

Erstmalig setzte in der Automo-bilindustrie die Firma Ford (USA) die FMEA im Jahre 1977 zur präventiven Qualitätssicherung ein. Im Jahre 1980 wurde in Deutschland in der DIN 25 448 die Ausfalleffektenanalyse mit dem Untertitel FMEA genormt. Im Ver-band der Automobilindustrie (VDA) wurde diese Methode automobilspezi-fisch weiterentwickelt. Die erste Methodenbeschreibung wurde 1986 im VDA Band 4, Qualitätssicherung vor Serieneinsatz herausgegeben. Diese Methode wird seit dieser Zeit verstärkt in der Automobilindustrie eingesetzt.

Der Einsatz der FMEA in den verschiedenen Bereichen der Medizin- und Nachrichtentechnik erfolgte in den neunziger Jahren.

Die FMEA wird auch in den nichttechnischen Bereichen durch die Auswei-tung des Begriffs „Qualität“ auf den Dienstleistungsbereich angewendet, z.B. im Facility Management.

Anfang wurde 1990 die Methode zur System-FMEA Produkt und System-FMEA Prozess für die Automobilindustrie auf Basis des VDA Band 4 in 1986 veröffentlichten FMEA weiterentwickelt. 1996 erschien der VDA-Band 4, Teil 2, Qualitätssicherung vor Serieneinsatz mit dem Untertitel - System-FMEA -. Das Wissen der Automobilhersteller und ihrer Lieferan-ten wurde hier niedergeschrieben und die Durchführung der FMEA festge-legt. Damit ergibt sich eine einheitliche und von allen anerkannte Vorge-hensweise zur FMEA. Diese Vorgehensweise wird von den Automobilher-stellern und ihren Lieferanten und deren Zulieferanten gleichermaßen aner-kannt.

System-FMEA 9

Die Deutsche Gesellschaft für Qualität e.V. (DGQ e.V.) gründete Ende der neunziger Jahre eine Arbeitsgruppe, um die Anwendung der FMEA für wei-tere Einsatzgebiete zu beschreiben, z.B. für Dienstleistungen und Projekt-management. Im November 2001 wurde dazu der DGQ-Band 13-11 veröf-fentlicht.

Eine weitere Darstellung der FMEA im amerikanischen Sprachraum erfolgte durch das SAE Paper J1739 von 06/2000. Dieses SAE Paper diente zur Überarbeitung der FMEA 3rd Edition, als Referenzhandbuch zur QS-9000.

0.2 Ziele der FMEA

Die Ziele der FMEA leiten sich aus den sich veränderten Einflussfaktoren auf die Unternehmen ab. Gestiegene Quali-tätsansprüche der Kunden wirken sich dabei ebenso aus, wie die erforderliche Kostenoptimierung der Produkte und Prozesse sowie die im Rahmen der Ge-setzgebung geforderte Produkthaftung der Hersteller.

Das Erreichen der nachfolgend aufgeführten Unternehmensziele wird u.a. durch die FMEA unterstützt:

• Steigerung der Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit von Produkten und Prozessen,

• Reduzierung von Garantie- und Kulanzkosten wegen Ausweitung der gesetzlichen Gewährleistungszeit,

• Entlastungsnachweis im Produkthaftungsfall, • kürzere Entwicklungszeiten, • störungsarme Serienanläufe, • Termintreue, • wirtschaftlichere Fertigung und Montage, • kundenorientierte Dienstleistungen, • zielgerechte Kommunikation in internen und externen Kunden- und Lie-

ferantenbeziehungen, • Aufbau einer Wissensbasis im Unternehmen, • Sicherheitsnachweis bei der Zulassung der Fahrzeuge.

Qualitätsansprüche

Kostenoptimierung

Produkthaftung

Qualitätsansprüche

Kostenoptimierung

Produkthaftung

System-FMEA 10

Die FMEA als Methode zur Systemanalyse und präventiven Fehlervermei-dung wird bereits in einem sehr frühen Stadium des Produktentstehungs-prozesses eingesetzt, vgl. VDA-Band 4, Projektplanung. Sie untersucht den zu diesem Zeitpunkt gültigen Entwicklungs- oder Planungsstand auf mögli-che Fehler, um damit Maßnahmen zu deren Vermeidung einzuleiten.

Die FMEA ist eine teamorientierte Methode zur Risikominimierung der Ent-wicklungs- und Planungsprozesse und fördert die interdisziplinäre Zusam-menarbeit der beteiligten Bereiche bereits zu einem frühen Zeitpunkt. Dar-über hinaus liefert sie eine Dokumentation von Expertenwissen im Unter-nehmen.

Eine FMEA ist schon in einer frühen Konzeptphase sinnvoll, da die FMEA der Erfassung von Anforderungen dient. Je weiter die Entwicklung fort-schreitet, desto detaillierter kann die FMEA werden.

Die FMEA ist nach dem Projektplan auszuführen und zu den Projekt-Meilensteinen entsprechend dem Stand der Analyse zu bewerten.

Die Ziele der FMEA umfassen:

• Erfassen der Forderungen an das Produkt auf Vollständigkeit, Verifi-zierbarkeit und Validierbarkeit, siehe ISO/TS 16949/7.3.3.1,

• Ermittlung von Forderungen bzgl. Fehlererkennung im Kundenbetrieb

o für Diagnose-/Service, o für Fahrerwarnung, o für fehlerbeherrschende Maßnahmen wie z.B. Notlauf.

• Ermittlung von Forderungen bzgl. Fehlererkennung in der Entwicklung o für Test von SW- oder HW-Komponenten und Modulen, o für Integrationstests (HIL) und Fahrzeugerprobung, o für andere Validierungs- und Verifizierungsmaßnahmen, z.B. Review, o als Unterstützung der Spezifikation (Anforderungen für Bauteile,

Komponenten, Subsysteme),

System-FMEA 11

• Identifizierung von möglichen Fehlern durch o Strukturierung und Beschreibung des betrachteten Systems o Eingliederung des betrachteten Systems ins Gesamtfahrzeug und

Überprüfung der Schnittstellen zu anderen Systemen o Abstimmung des Systemverständnisses zwischen Entwicklungs-

partnern o Anregungen zu Verbesserungen und alternativen Realisierungs-

möglichkeiten.

0.3 Einbindung der FMEA in das Unternehmen

Heute ist die FMEA als Forderung in den einzelnen Managementsystemen der Automobilindustrie, siehe VDA 6.1, VDA 6.4, ISO/TS 16949, verankert.

In weiteren VDA-Bänden und Normen wird Bezug genommen auf die FMEA bzw. eine FMEA gefordert, z.B.:

VDA 1 Nachweisführung VDA 2 Sicherung der Qualität von Lieferungen VDA 4 (Methoden, FMEA, Projektplanung) VDA 6.1 Systemaudit VDA 6.3 Prozessaudit ISO/TS 16949:2002.

Neben diesen allgemeinen Forderungen in den Managementsystemen spielt die Kundenorientierung eine wesentliche Rolle.

Das Management trägt die Verantwor-tung für den Einsatz und Umsetzung der FMEA und muss sich für die Umsetzung von FMEAs einsetzen, um die Ziele des Unternehmens sicherzustellen,

Aufgrund dieser Gegebenheiten ist die Einbindung der FMEA in die Unterneh-

mensprozesse eine notwendige Voraussetzung und somit ein Bestandteil der Kommunikation im Managementprozess.

System-FMEA 12

0.4 FMEA für Produkte und Prozesse

Es gibt zwei Vorgehensweisen zur FMEA, die Betrachtung nach Funktionen und nach Abläufen. Die FMEA ist universell auch für nicht technische Sys-teme und Prozesse anwendbar.

Mit der Produkt- und der Prozess-FMEA werden alle Begriffe der FMEA ab-gedeckt. Diese können Betrachtungsumfänge haben wie z.B. System, Soft-warefunktionen, Schnittstellen, Konstruktion, Komponenten, Fertigungsab-läufe, Montageabläufe, Logistik, Transport und Maschinen.

0.4.1 Produkt-FMEA

Die Produkt-FMEA betrachtet die geforderten Funktionen von Pro-dukten und Systemen bis auf die Auslegung der Eigenschaften und Merkmale.

Dabei werden die möglichen Ab-weichungen betrachtet und die Maßnahmen zur Sicherstellung der Forderungen definiert.

0.4.2 Prozess-FMEA

Die Prozess-FMEA betrachtet die Abläufe zur Herstellung von Pro-dukten und Systemen bis zu den Anforderungen an die Prozessein-flussfaktoren.

Dabei werden die möglichen Ab-weichungen betrachtet und die Maßnahmen zur Sicherstellung der Abläufe und der Produktmerkmale definiert.

System-FMEA 13

0.5 Zeitlicher Ablauf der FMEA-Durchführung

Die Erstellung von einer FMEA sollte zum frühestmöglichen Zeit-punkt erfolgen. Zeitpunkte für Be-ginn/Ende der FMEA Erstellung sind im Projektablaufplan darzu-stellen (siehe Anlage zur Projekt-planung/Projektmanagement als Verweis).

Bei der Durchführung der FMEA sind die Kundenforderungen zu

berücksichtigen und ggf. abzusprechen, wie z.B. Reviewtermine.

0.6 DAMUK, Flow-Chart zum Ablauf der FMEA

Ziel und Betrachtungsumfang: Ein Ansatz zur Durchführung der FMEA be-steht darin, eine Priorisierung der zu behandelnden Punkte zu erzielen. Diese Betrachtung mit einem Modell führt zu einer effizienten Bearbeitung der FMEA. Die reine Beschreibung der Methode ist nicht ausreichend. Der definierte Prozess beinhaltet die Maßnahmenverfolgung.

DAMUK©-Modell mit der Gliederung:

Definition: Bewusstsein, Systemdefinition Analyse: FMEA im Team durchführen Maßnahmenentscheidung: Maßnahmen und Vorgehensweisen

festlegen Umsetzung: Umsetzen und Bewerten durch Verifizieren, Validieren und Monitoren Kommunikation: Präsentieren und Kommunizieren

System-FMEA 14

Definition:Bewusstsein,

Systemdefinition

Analyse:FMEA im Team

durchführen

Maßnahmenentscheidung:Maßnahmen und

Vorgehensweise festlegen

Umsetzung:Umsetzen und Bewerten(Verifizieren, Validieren

und Monitoren)

Phasenmodell: DAMUK© Kommunikation:Präsentieren,

Informieren undKommunizieren

Definition:Bewusstsein,

Systemdefinition

Analyse:FMEA im Team

durchführen

Maßnahmenentscheidung:Maßnahmen und

Vorgehensweise festlegen

Umsetzung:Umsetzen und Bewerten(Verifizieren, Validieren

und Monitoren)

Phasenmodell: DAMUK© Kommunikation:Präsentieren,

Informieren undKommunizieren

Die Darstellung der Methode folgt dem prozessorientierten Ansatz, wie er auch in der DIN EN ISO 9000 ff und der ISO/TS 16949 verfolgt wird.

Das Phasenmodell zeigt, dass nach der Kommunikationsphase wieder in die Definitionsphase gewechselt werden kann.

System-FMEA 15

1 Definition D

Ziel der Definitionsphase: Vorbereitung als Basis zur effizienten Ab-arbeitung/Durchführung der Analysephase festlegen

Zeitrahmen: Rechtzeitig vor der Analysephase (Start und Zeitbedarf abgestimmt mit Projektplan)

Messgrößen: Vorliegende Ergebnisse der Definitions-phase rechtzeitig und ausreichend

Ergebnis: Umfänge, siehe Teilschritte, klar definiert, verteilt und vom Vorbereitungsteam für den Start der Analysephase als ausreichend angesehen, dokumentiert und mit Auftrag-geber abgestimmt

Eingabe: Vereinbarungen zu FMEA-Umfängen zwi-schen den Beteiligten am Projekt. Erforderliche Arbeitsunterlagen (u.a. Spezi-fikationen, Vorschriften)

Arbeitsumfang: Aufgabenumfänge der Definitionsphase den Verantwortlichen zuordnen (u.a. Pro-jektleiter, FMEA-Moderator, Produkt-/Pro-zessverantwortlicher)

Arbeitsmittel: Art der FMEA-Dokumentation

Unterstützende Methoden: Regeln zu (Wie?): Methoden zur effizienten Durchführung der FMEA (u.a. systemati-sche Moderation, Checklisten, Risikomatrix)

Prozess und Teilschritte: Umsetzung der definierten Arbeitsumfänge der Definitionsphase

Risiken: Probleme, die bei nicht ausreichend umge-setzten Umfängen der Definitionsphase entstehen können

Kommunikation: Kommunikationsinhalte und -wege definie-ren Informationen über erforderliche Mana-gement-Entscheidungen und relevante Pro-bleme der Definitionsphase.

System-FMEA 16

1.1 Ziel der Definitionsphase

Basis zur effizienten Durchführung der FMEA, speziell für die Analysephase.

1.1.1 Handlungsbedarf für die Durchführung einer FMEA ermitteln.

Klärung des erforderlichen Umfangs der FMEA anhand folgender Kriterien, wie z.B.:

• Neuentwicklung von Produkten • Herstellbarkeit • Sicherheitsrelevanz • Komplexität • Einsatz neuer Anlagen, Maschinen oder Werkzeuge • neuer Standort oder Verlagerung der Fertigung • neue Einsatzbedingungen für bestehende Produkte • hoher Ausschussanteil bei ähnlichen Produkte • Montierbarkeit • Umwelt-/Arbeitsrisiko • Produkt-Änderung • Prozess-Änderung • veränderte Einsatzbedingungen • nicht ausreichende Prozessfähigkeit • eingeschränkte Prüfbarkeit • Garantie und Kulanzkosten • Betriebskosten • Komfort. Weitere Kriterien für die Aktualisierung vorhandener FMEAs sind:

• Felderfahrungen • 8D-Report. Als weitere mögliche Entscheidungsverfahren für den Bedarf einer FMEA eignen sich z.B. die Gefahrenanalyse bzw. QFD.

Die Schwellenwerte für Handlungsbedarf können vom jeweiligen Unter-nehmen geregelt werden.

In der Regel werden aus Erkenntnissen der FMEA tiefergehende Methoden für Teilbereiche angewendet wie z.B. FTA, ETA, Simulationen.

System-FMEA 17

1.1.2 Zielsetzung der FMEA für das Projekt

Der Umfang der in der FMEA zu betrachtenden Komponenten, Funktionen, Prozesse bzw. Änderungen ist anhand o.g. Kriterien festzulegen, unter Be-achtung der Nahtstellen zu anderen Systemen.

1.2 Zeitrahmen

• Der Start der Definitionsphase muss zu Beginn der Entwicklungsphase lt. Projekt-Terminplan des Produktentstehungsprozesses erfolgen.

• Der Abschluss der Definitionsphase und damit der Start der Analyse-phase müssen zu einem Zeitpunkt erfolgen, an dem die im Projekt-Terminplan definierten Freigaben inkl. der Umsetzung benötigter Maß-nahmen eingehalten werden können.

• Der zeitliche Rahmen für die einzelnen Umfänge der Definitionsphase bis zur 1. Teamsitzung der Analysephase ist festzulegen und in einem Detail-Terminplan zu dokumentieren.

• Der zeitliche Rahmen für die einzelnen Phasen der gesamten FMEA bis zur Produkt- bzw. Prozessfreigabe ist zu ermitteln, ein Grob-Terminplan zu erstellen und in den Projekt-Terminplan zu integrieren.

• Die Detail-Terminpläne der nachfolgenden Phasen sind zu Beginn der jeweiligen Phasen zu erstellen.

1.3 Messgrößen

Die Wirksamkeit der Definitionsphase ist anhand geeigneter Messgrößen nachzuweisen. Beispiele für Messgrößen:

• Dauer der Definitionsphase lt. Terminplan • Startzeitpunkt der Analysephase lt. Terminplan • Aufwand an Arbeitstagen für die gesamte FMEA • Endzeitpunkt der gesamten FMEA im Projekt bis Start of Production

(SOP) • Anzahl der Rückfragen zur Definitionsphase in den nachfolgenden

Phasen.

System-FMEA 18

1.4 Ergebnis

Folgende Umfänge sind festgelegt, dokumentiert und mit dem Auftraggeber abgestimmt:

• FMEA-Grob-Terminplan bis zur Produkt- bzw. Produktionsprozessfrei-gabe,

• Detail-Terminplan für den 1. Schritt der FMEA, Strukturanalyse (Sys-temstrukturanalyse)

• Einladung zur 1. Teamsitzung der Analysephase • Leistungsvereinbarung mit Verantwortlichen • personelle und materielle Ressourcen • FMEA-Umfänge (FMEA-Art, Inhalt, Verantwortlichkeiten) • Systemgrenzen mit Schnittstellen/Nahtstellen Zielsetzung der FMEA für das konkrete Projekt z.B.

• Qualitätsziele zu Produkt und Prozess (Messgrößen), • u.a. auch kostenoptimierte Reparatur (Betriebskosten, Cost of Ownership) Dokumente, wie z.B.

• Spezifikationen: • in Form von Lastenheft, Funktionsbeschreibungen, Zeichnungen,

Qualitätsvorschriften, Prüfanweisungen usw. • für Komponenten, Funktionen, Prozesse bzw. Änderungen dieser

Umfänge, usw. • gesetzliche und behördliche Vorschriften • Kundenvorschriften • Kunden-/Lieferantenvereinbarung • Eigene interne Vorschriften und Vorgaben, wie z.B. Verfahrenanwei-

sungen, Prüfanweisungen • Vorgaben für Qualitätsziele Produkt/Prozess • FMEA-Terminvorgaben entsprechend Projekt-Terminplan • Analyse-Methodiken • Ergebnisse aus vorausgegangenen Analysen wie z.B. Gefahrenana-

lyse, FTA, QFD • Informationen über Vergleichserzeugnisse wie z.B. Erfahrungen aus

Vorgängerprodukten/-Prozessen • Festlegung der erforderlichen Dokumente für die Durchführung der

FMEA • Auswahl und Definition z.B. der Bewertungstabellen zu B, A und E.

System-FMEA 19

1.5 Eingabe

Als Grundlage für die Definitionsphase sind folgende Umfänge erforderlich:

1.5.1 Vereinbarungen

Der festgelegte Funktionsverantwortliche bzw. Projektleiter ist für die Initiie-rung der Definitionsphase bzw. für die FMEA verantwortlich.

Die Vorgaben des Kunden bzgl. FMEA müssen auf der Basis von Anfrage- bzw. Angebotsunterlagen mit den Beteiligten bzw. Zulieferern abgestimmt und eine Absprache über die Durchführung getroffen sein, wie z.B. Definiti-on von Systemgrenzen, erforderliche Arbeitsunterlagen, Analysemethoden.

Die Produkt- und Prozessbedingungen müssen mit den Beteiligten geklärt sein.

1.5.2 Arbeitsunterlagen beschaffen

Beispiele für Arbeitsunterlagen: Projektterminplan

• Spezifikationen/Lastenhefte/Zeichnungen (u.a. Systembeschreibung, Funktionen, Komponenten, Vernetzung, Schnittstellen, Wechselwir-kungen mit anderen Systemen und Umfeld, Sicherheitskonzept, Diag-nose, Einsatzbedingungen, Einbausituation, Prozesse bzw. Änderun-gen dieser Umfänge) mit ausreichender Parametrisierung der relevan-ten Umfänge

• Stücklisten, Fertigungspläne, Montage- und Prüfpläne • Ergebnisse aus vorausgegangenen Analysen (z.B. Gefahrenanalyse,

FTA, QFD), Verwendung vorhandener FMEA-Umfänge • Nachweis über Erfahrungen aus Vergleichserzeugnissen/Vorgänger-

produkten (z.B. Versuchsberichte, Fehlerlisten und Felderfahrung) • gesetzliche Vorschriften, Verfahrensanweisungen, Qualitätsvorschrif-

ten, Qualitätsziel-Definitionen, Verordnungen, Sicherheitsvorschriften, Normen, Typisierungsunterlagen

• projektspezifische FMEA-Bewertungskataloge. Generell sind projektspezifisch die erforderlichen Unterlagen aus den hier beschriebenen Umfängen zu beschaffen.

Die Arbeitsunterlagen müssen dem aktuellen Stand entsprechen.

System-FMEA 20

1.6 Arbeitsumfang

1.6.1 Aufgabenzuordnung in der Definitionsphase

Die Teammitglieder sollten je nach Erfordernis Folgendes leisten:

P: Projektleiter (Initiator der FMEA)

Entscheidung über die Durchführung (Handlungsbedarf einer FMEA bzw. anderer Methoden) Verantwortlichen zur Durchführung der Definitionsphase festlegen (kann auch mit dem Funktionsverantwortlichen bzw. Projektleiter identisch sein) Unterstützung beim Sammeln von Informationen Bereitstellung der Ressourcen. V: Verantwortlicher zur Durchführung der Definitionsphase

Beschaffung der notwendigen Unterlagen und Informationen Koordinieren und Organisation der Abläufe in der Definitionsphase Themenabgrenzung, Schnittstellendefinition, Teambildung Verantwortung für das Ergebnis der Definitionsphase. M: Methodenspezialist/Moderator

Mitwirkung bei der Teamzusammensetzung Mitwirkung bei der Erstellung des Grob-Terminplans Mitwirkung bei der Einladung zur 1. Teamsitzung für die Analysephase Mitwirkung bei der Erstellung von Entscheidungsvorlagen/Kriterien. T: Teammitglieder

Mitwirkung bei der Vorbereitung der FMEA (Themenabgrenzung, Schnitt-stellendefinition, Teambildung) Einbringen von Erfahrungen aus vergleichbaren Projekten. E: Experten

Bereitstellung des Entwicklungs-/Planungsstandes.

System-FMEA 21

1.6.2 FMEA-Teambildung

1.6.2.1 Kriterien für FMEA-Moderator

• Sozialkompetenz, Teamfähigkeit • Kompetenz in Moderation, Überzeugungsfähigkeit, Organisations- und

Präsentationstalent • Methodenkompetenz (FMEA). 1.6.2.2 Kriterien für die weiteren Team-Mitglieder

• Expertenwissen für die zu betrachtenden FMEA-Umfänge • Grundkenntnisse über FMEA-Methodik. 1.6.2.3 Die Zusammensetzung des FMEA-Teams

• Das FMEA-Basisteam muss neben dem Moderator zusätzlich für den jeweiligen FMEA-Umfang erforder-liche, kompetente Mitarbeiter der beteiligten Fachbereiche (intern und extern) aus Projekt, Entwick-lung bzw. Konstruktion, Produkti-onsprozessplanung bzw. Arbeits-vorbereitung, Versuch, Musterbau, Fertigungsausführung, Produktion, Prüfplanung und Qualitätssiche-rung enthalten.

Das FMEA-Team • Bei Bedarf sind weitere Wissens-

träger, z.B. aus Labor, Kunden-dienst, Rechtsabteilung oder vom Kunden bzw. Lieferanten, einzube-ziehen.

1.7 Arbeitsmittel

Die Art und Weise der FMEA-Dokumentation, hierzu gehören z.B. mit FMEA-Tool, Flipchart, Aktualisierung, Archivierung und Informationsverbrei-tung während des Projektes und darüber hinaus.

Abb. 1.6.2.3-1 Das FMEA-Team

System-FMEA 22

1.8 Unterstützende Methoden

Beispiele für unterstützende Methoden:

• systematische Moderation • Checklisten • Risikomatrix • Mindmapping • Brainstorming. Beispiel zur Priorisierung der Umfänge, siehe Abb. 1.8-1.

Diese Art der Priorisierung bewertet die Betrachtungsumfänge bezüglich zutreffender Kriterien. Die Kriterien stellen bekannte oder vermutete Risiko-felder innerhalb des Produktentstehungsprozesses dar. Zur Durchführung der Priorisierung werden die Betrachtungsumfänge den Bewertungskrite-rien in einer Matrix gegenübergestellt und entsprechen der Relevanz be-wertet.

Die Bewertungen sind zur deutlichen Differenzierung der Risiken gestuft:

0 Risiko trifft nicht zu 1 Risiko trifft im geringen Maße zu 3 Risiko trifft zu 9 Risiko trifft im besonderen Maße zu Die Summe aller Einzelbewertungen bestimmt die Priorität. Durch Festle-gung von Klassen für die Bewertungssumme kann anschließend ein ent-sprechender Handlungsbedarf abgeleitet werden. So kann z.B. eine FMEA gefordert werden, wenn für den Betrachtungsumfang mehr als 30% der Maximalsumme erreicht wird.

System-FMEA 23

Abbildung 1.8 - 2 Priorisierung der Umfänge

1.9 Prozess- und Teilschritte

• Umfang der FMEA bzw. anderer Methoden klären und festlegen • FMEA-Art (Produkt-/Prozess-FMEA) festlegen • Verantwortlichen zur Durchführung der Definitionsphase festlegen • Team-Mitglieder und Zuständigkeiten für die Definitionsphase festlegen • Einladungen zu den Veranstaltungen der Definitionsphase organisieren • Abläufe der Definitionsphase koordinieren und organisieren • Kommunikation (Inhalte und Kommunikationswege) für die gesamte

FMEA festlegen • Eskalations-Schwellen und -Wege festlegen • Ziele der FMEA, Analyseumfang (u.a. Schnittstellen und Wechselwir-

kungen) von Produkt/Prozess klären und festlegen • Produkt- und Prozessbedingungen mit den Beteiligten klären • zeitlichen Rahmen für die gesamte FMEA ermitteln, Grob-Terminplan

erstellen und in Projektplan integrieren • Ressourcen-/Budgetbedarf für die gesamte FMEA ermitteln unter Be-

achtung folgender Umfänge: • der Art der FMEA • dem Umfang der Untersuchung und Betrachtungstiefe • der Zielsetzung für die FMEA • der Größe der Arbeitsgruppe • der Qualität der unterstützenden Werkzeuge und Hilfsmittel • der Komplexität des Produktes oder Prozesses.

System-FMEA 24

• die Ergebnisse des Ressourcen-/Budgetbedarfs mit dem Management abstimmen

• zu dokumentierende Umfänge der FMEA festlegen (z.B. FMEA-Inhalte, FMEA-Begleitdokument/-Deckblatt, FMEA-Proto-kolle)

• Dokumentationssystem für die gesamte FMEA festlegen • Archivierung der FMEA-Dokumentation regeln • notwendige Arbeitsunterlagen für die Analyse-Phase beschaffen • Themenabgrenzung, Schnittstellendefinition, Teambildung • Verantwortung für das Ergebnis der Definitionsphase • Team-Mitglieder und Zuständigkeiten für die 1. Teamsitzung der Ana-

lysephase festlegen • Einladung zur 1. Teamsitzung für die Analysephase organisieren • Präsentationstermine festlegen mit Inhalt/Gremien.

1.10 Risiken

• Verantwortlichkeiten nicht eindeutig festgelegt • unvollständige oder fehlerhafte Spezifikationen • Kommunikationsprobleme (Kunden-/Lieferantenbeziehung Entwick-

lung/Fertigung) • Terminprobleme • Verfügbarkeitsprobleme der Beteiligten • unzureichende Planung (u.a. erhöhter Kapazitätsbedarf für FMEA-Um-

fänge). 1.11 Kommunikation

• regelmäßige Abstimmungsgespräche zwischen den Beteiligten • Reviews • Abstimmung mit Projekt-Leitung • Managementinformationen • Gespräche mit Lieferanten und Kunden.

System-FMEA 25

2 Analyse A

Ziel der Analysephase: Systematische Ermittlung aller Forderun-gen und Risiken des ausgewählten Um-fangs mit Aufzeigen der Verbesserungspo-tenziale

Zeitrahmen: Synchronisiert mit den Meilensteinen und Phasen im Projektplan

Messgrößen: Vorliegende Ergebnisse der Analysephase termingerecht und vom Team bewertet

Ergebnis: Dokumentation der Analyse mit System-struktur, Funktionsnetze, Fehlfunktionsnet-ze, Maßnahmen, Verantwortungen/Termine/ Status, Bewertungen, FMEA-Formblätter, FMEA-Datenbank

Eingabe: Ergebnisse der Definitionsphase, detaillier-te Dokumentation des betrachteten Systems

Arbeitsumfang: Aufgaben für das FMEA-Team festlegen (Kernteam, Methodiker und Experten)

Arbeitsmittel: FMEA-Tool

Unterstützende Methoden: Hierarchische Gliederung, strukturiertes Brainstorming, logische Verknüpfungen, Schwachstellenanalyse, Risikoabschätzung usw.

Prozess und Teilschritte: FMEA in fünf Schritten durchführen

Risiken: Abstimmung zwischen Produkt und Pro-zess, Kunde, Lieferant

Kommunikation: Ergebnisse aus der Analyse, Handlungs-bedarf zur Entscheidung von Maßnahmen, Festschreibungen zu Funktionen und Merk-malen, Projektänderungen. Notwendige Bedingung für die nächste Phase - definierte Aktivitäten - situative Aktivitäten.

System-FMEA 26

2.1 Ziel der Analysephase:

In der Analysephase sind alle Forderungen auf Plausibilität, Verifizierbar-keit, Validierbarkeit und deren Risiken systematisch zu ermitteln. Für den ausgewählten Umfang sind die bekannten und bewährten Maßnahmen und Verbesserungspotenziale aufzuzeigen.

An die Analysephase schließt sich die Maßnahmenentscheidung an.

2.2 Zeitrahmen

Die Meilensteine und Phasen im Projektplan geben den Zeitrahmen für die Analysephase vor. Zum Detailterminplan zur Systemstruktur, der im ersten Schritt,der Definitionsphase erstellt wurde, sind die weiteren Terminpläne für die Schritte zwei bis fünf der FMEA zu erstellen.

2.3 Messgrößen

• Betrachteter Umfang zu festgelegtem Umfang. • Ist-Zeitrahmen zu Soll-Zeitrahmen. • Alle notwendigen personellen und materiellen Ressourcen, wie z.B.

Teammitglieder (externe und interne) und FMEA-Tool, sind zum ge-planten Zeitpunkt verfügbar und ausreichend.

• Alle festgelegten und notwendigen Dokumente aus der Definitionspha-se sind verfügbar und ausreichend.

• Die Bewertung der Ergebnisse ist im Team termingerecht durchgeführt. 2.4 Ergebnis

Die Dokumentation zur FMEA bis zum Abschluss der Analysephase liegt vor:

• Detail-Terminplan für den 2. bis 5. Schritt der FMEA, Funktionsanalyse bis Optimierung

• Die festgelegten FMEA-Umfänge sind entsprechend der Zielsetzung abgearbeitet.

• Systemstruktur • Funktionsnetze • Fehlfunktionsnetze

System-FMEA 27

• projektbezogene und abgestimmte Bewertungskataloge • Bewertungen • Optimierung • Maßnahmenkatalog mit Verantwortungen/Termine/Status • Die Maßnahmenentscheidung ist vorbereitet. 2.5 Eingabe

Als Eingabe zur Analysephase sind die Ergebnisse aus der Definitionspha-se notwendig.

Folgende Umfänge sind festgelegt, dokumentiert und mit dem Auftraggeber abgestimmt:

• FMEA-Grob-Terminplan bis zur Produkt- bzw. Produktionsprozessfrei-gabe

• Detail-Terminplan für den 1. Schritt der FMEA, Strukturanalyse • Einladung zur 1. Teamsitzung der Analysephase • Leistungsvereinbarung mit Verantwortlichen • personelle und materielle Ressourcen • FMEA-Umfänge • Systemgrenzen mit Schnittstellen/Nahtstellen • Zielsetzung

Klärung und Bereitstellung der Dokumente, wie z.B.

• Spezifikationen • in Form von Lastenheft, Funktionsbeschreibungen, Zeichnungen,

Qualitätsvorschriften, Prüfanweisungen usw. • für Komponenten, Funktionen, Prozesse bzw. Änderungen dieser

Umfänge usw. • gesetzliche und behördliche Vorschriften • Kundenvorschriften • Kunden-/Lieferantenvereinbarung • Eigene interne Vorschriften und Vorgaben, wie z.B. Verfahrenanwei-

sungen, Prüfanweisungen • Vorgaben für Qualitätsziele Produkt/Prozess • Terminvorgaben Projekt • Analyse-Methodiken

System-FMEA 28

• Ergebnisse aus vorausgegangenen Analysen wie z.B. Gefahrenanaly-se, FTA, QFD

• Informationen über Vergleichserzeugnisse wie z.B. Erfahrungen aus Vorgängerprodukten/-Prozessen

Festlegung der erforderlichen Dokumente für die Durchführung

2.6 Arbeitsumfang

FMEA-Team (Kernteam, Methodiker, erweitertes Team mit Experten)

V: Verantwortlicher für das FMEA-Projekt

• verantwortlich für die termin- und ressourcengerechte Durchführung der FMEA

• fachliche Verantwortung für die FMEA-Inhalte • Vorbereitung der Maßnahmenentscheidung • Konflikte entschärfen. M: Methodenspezialist

• leitende Durchführung von Strukturbeschreibung, Funktionsanalyse, Fehleranalyse, Risikobewertung und der Festlegung von Optimierungs-maßnahmen

• im Bedarfsfall Vor- oder Nachbereitung von FMEA-Sitzungen • Moderation der FMEA-Arbeitsgruppe • FMEA auswerten, Maßnahmen anregen • Sicherstellung der Dokumentation der FMEA • Aufbereitung von Entscheidungsvorlagen • Erstellung und Pflege der Bewertungskataloge. T: Teammitglieder

• Beschaffung von benötigten Informationen über den Betrachtungsge-genstand

• Darlegung des Entwicklungs-/Planungsstandes im FMEA-Team • Einbringung von vorliegenden Erfahrungswerten aus bereits bekannten

Vorgängerprojekten

System-FMEA 29

• Mitwirkung bei der Durchführung von Strukturbeschreibung, Funktions-analyse, Fehleranalyse, Risikobewertung und der Festlegung von Op-timierungsmaßnahmen

• Mitwirkung bei der Vorbereitung der Maßnahmenentscheidung. E: Experten

• Beschaffung von zusätzlich benötigten Informationen zu Spezialthe-men

• Beschaffung von benötigten Informationen über den Betrachtungsge-genstand

• Einbringung von vorliegenden Erfahrungswerten aus bereits bekannten Vorgängerprojekten

• Mitwirkung bei der Durchführung von Strukturbeschreibung, Funktions-analyse, Fehleranalyse, Risikobewertung und der Festlegung von Op-timierungsmaßnahmen

• Mitwirkung bei der Vorbereitung der Maßnahmenentscheidung. 2.7 Arbeitsmittel

Flipchart, Wandtafel, Teamarbeitsraum, Software zur Erstellung der FMEA-Dokumentation mit Rechner, Beamer, Anschauungsobjekte, Zugriff auf in-terne/externe Daten zur FMEA usw.


Hierarchische Gliederung, strukturiertes Brainstorming, logische Verknüp-fungen, Schwachstellenanalyse, Risikoabschätzung usw.


Die Prozess- und Teilschritte der Analyse werden für die Produkt- und die Prozess-FMEA gesondert dargestellt. Dadurch ergeben sich Doppelungen der Inhalte, die bei der Produkt- und der Prozess-FMEA gleich und ähnlich sind. Dies ist für die Anwender vorteilhaft, die nur eine FMEA in der Pro-dukt- oder Produktionsentwicklung durchführen. Damit entfällt das Zurück-blättern im Text auf vorhergehende Kapitel.

System-FMEA 30

Die FMEA wird in fünf Schritten durchgeführt.

Reihenfolge der Schritte Strukturanalyse bzw. Funktionsanalyse, d.h. nach bauteilorientierter Vorgehensweise wird zuerst die Strukturanalyse und bei funktionsorientierter Vorgehensweise wird zuerst die Funktionsanalyse durchgeführt oder die Schritte 1 und 2 werden parallel erarbeitet.

Diese fünf Schritte vermitteln die systematische Vorgehensweise bei der Analyse und sichern die nachvollziehbare Dokumentation.

Hinweis zum Kapitel 2.9 Prozess- und Teilschritte

Im folgenden werden die Beschreibungen zur Produkt- und Prozess-FMEA vollständig beschrieben. Dies hat zur Folge, dass Redundanzen unver-meidbar sind. Für den Leser hat dies den Vorteil, dass er sich direkt der Produkt- bzw. Prozess-FMEA zuwenden kann, ohne die Inhalte des ande-ren Kapitel zu kennen.

System-FMEA 31

Erfassen und Erfassen und Strukturieren Strukturieren der beteiligten der beteiligten ElementeElementeSystemstruktur Systemstruktur erstellenerstellen

StrukturanalyseStrukturanalyse2. Schritt2. Schritt

FunktionsanalyseFunktionsanalyse

Funktionen den Funktionen den StrukturelementenStrukturelementenzuordnenzuordnenFunktionenFunktionenverknverknüüpfenpfen

3. Schritt3. SchrittFehleranalyseFehleranalyse

Fehlfunktionen Fehlfunktionen den Funktionenden FunktionenzuordnenzuordnenFehlfunktionenFehlfunktionenverknverknüüpfenpfen

1. Schritt1. Schritt 4. Schritt4. SchrittMaMaßßnahmenanalysenahmenanalyse

DokumentationDokumentationder aktuellen der aktuellen VermeidungsVermeidungs--und Entdeckungsund Entdeckungs --mamaßßnahmennahmenBewerten desBewerten desaktuellen Standesaktuellen Standes

5. Schritt5. SchrittOptimierungOptimierung

Risiko mit weiteren Risiko mit weiteren MaMaßßnahmen nahmen mindernmindernBewertung des Bewertung des gege äänderten Standesnderten Standes

Die fDie füünf Schritte zur Erstellung der FMEAnf Schritte zur Erstellung der FMEA

SystemanalyseSystemanalyse Risikoanalyse und MaRisikoanalyse und Maßßnahmennahmen

Abb. 1.8 - 3 Die fünf Schritte zur Erstellung der FMEA

Diese fünf Schritte vermitteln die systematische Vorgehensweise bei der Analyse und sichern die nachvollziehbare Dokumentation.

2.9.1 Die Erstellung der Produkt-FMEA

2.9.1.1 Strukturanalyse Produkt-FMEA (1. Schritt)

Das Produktsystem besteht aus einzelnen System-elementen (SE), die zur Beschreibung der strukturel-len Zusammenhänge im Gesamtsystem in einer Sys-temstruktur (z.B. Hardwarekonzept, Organisations-struktur) hierarchisch angeordnet werden.

Bei der Erstellung der Systemstruktur ist der Detail-lierungsgrad einer FMEA projektabhängig und kann

deshalb nicht pauschal festgelegt werden. Inwieweit eine Struktur weiter detailliert analysiert werden muss, ist von mehreren Faktoren abhängig.

StrukturanalyseStrukturanalyseStrukturanalyseStrukturanalyse

System-FMEA 32

Folgende Kriterien unterstützen bei der Ermittlung der Betrachtungstiefe:

• Stellt sich während der Analyse (Schritt 1 - 5) eines Betrachtungsum-fangs ein Risiko dar, das nicht akzeptabel bzw. nicht einzuschätzen ist, ist eine weitere Detaillierung erforderlich.

• Die Detaillierung wird beendet, wenn Fehler in diesem Detaillierungs-grad durch Maßnahmen ausreichend abgesichert sind.

• Bei bekannten und betriebsbewährten Betrachtungsumfängen ist oft ein geringerer Detaillierungsgrad erforderlich als bei neuen Umfängen.

• Die unterste Ebene der Betrachtung sind die Merkmale der Komponen-ten, die Merkmalsebene.

Die eindeutige strukturierte Abbildung des Gesamtsystems wird dadurch si-chergestellt, dass jedes Systemelement nur einmal existiert. Die unter je-dem SE angeordneten Strukturen sind eigenständige Teilstrukturen, siehe Abb. 2.9.1.1 - 1 und 2.9.1.1 - 2.

Durch die Strukturierung entstehen auch Schnittstellen an im System vor-handenen physikalischen Verbindungen von SE einer Teilstruktur zu SE in anderen Teilstrukturen.

Alle funktionalen Zusammenhänge zwischen dem SE eines Systems, auch über Schnittstellen der betrachteten Systemstruktur hinweg, werden durch Funktionsnetze beschrieben.

Es ist immer ein Strukturelement vorhanden, auch wenn es sich aus der Funktion ableitet und noch nicht genauer spezifiziert werden kann.

System-FMEA 33

Abbildung 2.9.1.1-1 Systemstruktur bis zur Komponentenebene

Abbildung 2.9.1.1-2 Systemstruktur bis zur Merkmalsebene der Kompo-nenten

Die unterste Ebene beim Pro-dukt ist die Merkmalsebene

(Geometrie/Material)

System-FMEA 34

2.9.1.2 Funktionsanalyse Produkt-FMEA (2. Schritt)

Die durch SEs beschriebene Systemstruktur (Struk-turbaum) ist die Basis dafür, dass jedes SE so diffe-renziert wie nötig hinsichtlich seiner Funktionen und Fehlfunktionen im System analysiert werden kann.

Hierzu sind umfassende Kenntnisse über das Sys-tem und über die Umgebungsbedingungen des Sys-

tems erforderlich, z.B. Hitze, Kälte, Staub, Spritzwasser, Salz, Vereisung, Schwingungen, elektrische Störungen usw.

Funktionen

Jedes SE hat im System, unabhängig von seiner Anordnung in der Struktur, Jedes SE hat im System, unabhängig von seiner Anordnung in der Struktur, unterschiedliche Funktionen bzw. Aufgaben, siehe Abb. 2.9.1.2-1. Zur Erfül-lung einzelner Funktionen eines SE sind in der Regel auch die Funktionen anderer SEs erforderlich.

Die Beschreibung der Funktion muss eindeutig, verifizierbar und validierbar sein.

Funktionsstrukturen

Das Zusammenwirken der Funktionen mehrerer SEs muss als Funktions-struktur (Funktionsbaum, Funktionsnetz,) dargestellt werden. Für die Erstel-lung der Funktionsstrukturen eines SE müssen die daran beteiligten Funkti-onen betrachtet werden. Teilfunktionen, die in der Summe eine Funktion beschreiben, werden in der zugeordneten Funktionsstruktur untereinander logisch verknüpft.

Die Detaillierung einer Funktionsstruktur nimmt von links nach rechts zu, wobei die rechte Funktion beschreibt, wie die vorhergehende Funktion er-füllt werden soll. Hilfreich für die logische Verknüpfung einer Funktions-struktur sind somit die Fragen „Wie?“ (von links nach rechts) und „Warum?“ (von rechts nach links).

FunktionsanalyseFunktionsanalyseFunktionsanalyseFunktionsanalyse

System-FMEA 35

Abbildung 2.9.1.2-1 Strukturbaum mit Funktionen

Wie?

Warum

?

System-FMEA 36

2.9.1.3 Fehleranalyse Produkt-FMEA (3. Schritt)

Für jedes in der Systembeschreibung betrachtete SE ist eine Fehleranalyse durchzuführen.

Mögliche Fehlfunktionen sind von den Funktionen abgeleitet, z.B. Abweichungen vom spezifizierten Sollzustand der Funktion, eingeschränkte Funktion,

unbeabsichtigte Funktion oder Übererfüllung einer Funktion.

Die Beschreibung der Fehlfunktion muss eindeutig sein. Nichterfüllung, n.i.O., defekt, kaputt usw. sind nicht ausreichend, um Fehlerursache und Fehlerfolge nachvollziehbar zuzuordnen und Maßnahmen festzulegen.

Einer Funktion sind in der Regel mehrere Fehlfunktionen zugeordnet, wie z.B. zu hoch, zu tief.

Die möglichen Fehlerursachen (FU) sind die denkbaren Fehlfunktionen der untergeordneten SE und der über Schnittstellen zugeordneten SE.

Die möglichen Fehlerfolgen (FF) sind die sich ergebenden Fehlfunktionen der übergeordneten SE und der über Schnittstellen zugeordneten SE.

Fehlfunktionsstrukturen

Für die Fehleranalyse werden, aufbauend auf den bekannten Funktionen, die Fehlfunktionen abgeleitet und Fehlfunktionsstrukturen (Fehlfunktions-bäume/Fehlernetz) erstellt, siehe Abb. 2.9.1.3.-1. Dabei werden Fehlfunkti-onen nach Ursache und Wirkung miteinander verknüpft.

Fehleranalyse

System-FMEA 37

Abbildung 2.9.1.3-1 Fehlfunktionsstruktur ausgehend vom Drosselklap-pensteller

Die erstellten Fehlfunktionsstrukturen werden je nach Fokus in die Spalten "Mögliche Fehlerfolgen", "Möglicher Fehler" und "Mögliche Fehlerursachen" des FMEA-Formblattes übertragen.

Abhängig von der Tiefe der Fehlerstruktur ist es möglich, die Analysen auf unterschiedlichen Ebenen zu erstellen und die Inhalte der Fehlfunktions-strukturen in den drei Formblattspalten abzubilden.

Ursache-/Wirkungsbeziehungen der Fehlfunktionen

Die FMEA als lebendes Dokument soll die aktuellen Systemrisiken darstel-len. Dadurch kann es geschehen, dass sich die Ursache-/Wirkungsbeziehungen der Fehlfunktionen während der Entwicklung durch Systemänderung/-optimierung verändern. Dies kann z.B. durch das Einfüh-ren systemeigener Maßnahmen erfolgen, welche die Fehlerfolge verändern (Notlauf o.ä.). Diese werden als systemeigene Funktionen bezüglich mögli-cher Fehler analysiert. Fehlerfolgen werden unter Berücksichtigung der fest geplanten Überwachungs- und Ersatzmaßnahmen dargestellt.

System-FMEA 38

2.9.1.4 Maßnahmenanalyse Produkt-FMEA (4. Schritt)

Maßnahmen Bei der Maßnahmenanalyse findet zunächst eine Bewertung oder Einschätzung des Risikos zum Un-tersuchungszeitpunkt statt.

Dabei werden abgeschlossene Maßnahmen ab-schließend bewertet. Abgeschlossene Maßnahmen

sind umgesetzt und deren Wirksamkeit ist nachgewiesen und dokumentiert.

Nicht abgeschlossene Maßnahmen werden vorläufig mit dem zu erwarten-den Ergebnis bewertet. Die nicht abgeschlossenen Maßnahmen beinhalten:

• entschiedene Maßnahmen, die noch nicht umgesetzt sind, • vorschlagende Maßnahmen, die noch nicht beschlossen sind, und • Maßnahmen, für die nach Entscheidung und Umsetzung, Phasen M

und U, die Wirksamkeit nachzuweisen ist und die neu zu bewerten sind, Schritt 4.

Ist die Wirksamkeit der Maßnahmen aus Sicht des Bewertungsteams unzu-reichend, ist eine Optimierung erforderlich, Schritt 5.

Nicht abgeschlossenen Maßnahmen muss ein Verantwortlicher und ein Termin zugeordnet werden. Dies kann auch für abgeschlossene Maßnah-men festgelegt werden.

Es gibt zwei verschiedene Maßnahmentypen, die Vermeidungsmaßnahmen und die Entdeckungsmaßnahmen.

Weiterhin werden die Maßnahmen unterschieden

• während der Entwicklung: Hier entdeckte Fehler können für alle später produzierten Produkte vermieden werden.

• im Kundenbetrieb: In einem einzelnen Fahrzeug entdeckte Fehler können in ihrer Folge abgemildert werden. Diese Maßnahmen werden im Abschnitt Mechatronik betrachtet.

• im Herstellprozess oder beim Service: zur effizienten und effektiven Ursachenfindung. Diese Maßnahmen werden ebenfalls im Abschnitt Mechatronik be-trachtet.

MaßnahmenanalyseMaßnahmenanalyseMaßnahmenanalyseMaßnahmenanalyse

System-FMEA 39

Vermeidungsmaßnahmen (VM)

Vermeidungsmaßnahmen in der Entwicklung dienen der optimalen Sys-temauslegung bzw. der Merkmalsauslegung, damit die Auftretenswahr-scheinlichkeit der Fehlermöglichkeit sehr gering ist. Die Vermeidungsmaß-nahme muss für Dritte nachvollziehbar beschrieben werden. Ein Hinweis „bewährtes Material“ ist nicht ausreichend.

In der Regel wird im Formblatt auf ein weiteres Dokument, z.B. XY 1234, verwiesen, in dem die Auslegungsrichtlinien genau definiert sind.

Vermeidungsmaßnahmen können sein:

• EMV-Richtlinien eingehalten • Systemauslegung nach Simulation, Toleranzrechnung und Vorversu-

chen • bewährte Toleranzen übernommen • konstruktive Abstimmungen durchgeführt. Entdeckungsmaßnahmen (EM)

Mit Entdeckungsmaßnamen in der Entwicklung werden die möglichen Feh-ler gefunden bzw. die Wirksamkeit der Maßnahme bestätigt. Wenn kein Fehler gefunden wird, ist die EM auf Wirksamkeit zu prüfen. Die Entde-ckungsmaßnahme muss für Dritte nachvollziehbar beschrieben werden. Ein Hinweis „Test, Laborversuch, …“ ist nicht ausreichend.

In der Regel wird im Formblatt auf ein weiteres Dokument, z.B. ABC 123, verwiesen, in dem die Prüfanweisungen genau definiert sind.

Entdeckungsmaßnahmen zur Auslegungsabsicherung können sein:

• Klimawechseltest • Zeichnungsprüfung • Funktionskontrolle • Laborversuche • Fahrversuche • Simulationsverfahren • Dauerlauf • Bersttest.

System-FMEA 40

Verantwortliche

Für jede Maßnahme ist ein Verantwortlicher (V) zu benennen. Dieser sorgt für die Entscheidung der Maßnahme und bei Bestätigung für die Umset-zung. Der V kann die Maßnahme selbst durchführen oder durchführen las-sen.

Termin

Termine sind so frühzeitig festzulegen, dass die Umsetzung vor Serienfrei-gabe sichergestellt ist. Der Termin ist mit Datum anzugeben.

Status der Maßnahmen:

a) unbearbeitet, in Planung Ideensammlung, Umsetzung der Maßnahme wurde noch nicht be-gonnen.

b) in Entscheidung Die Maßnahme ist definiert, aber noch nicht entschieden. Eine Entscheidungsvorlage wird erstellt.

c) in Umsetzung Die Maßnahme wurde beschlossen und noch nicht umgesetzt.

d) abgeschlossen Abgeschlossene Maßnahmen sind umgesetzt, deren Wirksamkeit ist nachgewiesen und dokumentiert, eine abschließende Bewertung hat stattgefunden.

e) verworfen Verworfene Maßnahmen werden dokumentiert und erfordern in der Regel eine Optimierung, Phasen M und U, Schritt 4 Maßnahmenana-lyse.

Bewertungen

Das mit jeder Fehlerursache verbundene Risiko wird bewertet. Zur Risiko-bewertung werden im Entwicklungs- und Planungsstand eingetragene Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen herangezogen.

System-FMEA 41

Dabei steht

B für die Bedeutung der Fehlerfolge, A für die Auftretenswahrscheinlichkeit der Fehlerursache und E für die Entdeckungswahrscheinlichkeit der aufgetretenen Fehlerur-

sache, Fehler bzw. Fehlerfolge. Für B, A und E werden jeweils Bewertungszahlen von 10 bis 1 verwendet, wobei die 10 für den höchsten Risikobeitrag steht.

Durch Einzelbetrachtungen und Kombinationen dieser drei Faktoren kön-nen Priorisierungen vorgenommen werden, siehe Abschnitt „Bewertung des Risikos“.

Bedeutung (B)

Die Bewertungszahl B wird durch die Bedeutung einer Fehlerfolge an der obersten Stelle des Betrachtungsumfangs bzw. an der zum übergeordneten System definierten Schnittstelle festgelegt.

So wird z.B. die "10" oder "9" vergeben, wenn ein Fehler die Sicherheit be-einträchtigt und/oder die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften verletzt wird oder ein existenzbedrohendes Firmenrisiko darstellt.

Die "1" wird z.B. vergeben, wenn die Fehlerfolge eine sehr geringe Funkti-onsbeeinträchtigung darstellt, die nur vom Fachpersonal erkennbar ist.

Für eine nachvollziehbare Bewertung werden produktgruppenspezifische Bewertungskataloge erstellt, die, wenn vertraglich vereinbart, mit dem Kun-den abzustimmen sind. Beispiele für Bewertungskataloge befinden sich im Anhang.

Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen

Entsprechend der Wirksamkeit von ausgeführten Vermeidungs- bzw. Ent-deckungsmaßnahmen für die betrachteten Fehlerursachen werden Bewer-tungen für die Auftretens- und Entdeckungswahrscheinlichkeit (A und E) vergeben.

Je detaillierter die Fehleranalyse der FMEA bei den Ursachen durchgeführt wird, desto differenzierter können die Bewertungen A und E vorgenommen werden.

System-FMEA 42

In der FMEA kann bei der A- und E-Bewertung von Ursachen auf Erfah-rungswerte (z.B. Zuverlässigkeitsraten ähnlicher Systeme) zurückgegriffen werden. Werden bereits bewertete Teilsysteme in ein neues System integ-riert, so sind aufgrund möglicherweise veränderter Randbedingungen des neuen Systems die Bewertungen zu überprüfen.

Auftretenswahrscheinlichkeit (A)

Die Bewertung der Auftretenswahrscheinlichkeit einer Fehlerursache wird unter Berücksichtigung aller aufgelisteten Vermeidungsmaßnahmen und deren Status durchgeführt.

Bei der A-Bewertung wird z.B. die "10" vergeben, wenn die betrachtete Fehlerursache mit hoher Wahrscheinlichkeit auftritt, keine Vermeidungs-maßnahme vorhanden ist bzw. deren Wirksamkeit nicht bekannt ist.

Die "1" wird z.B. vergeben, wenn es unwahrscheinlich ist, dass die betrach-tete Fehlerursache auftritt.

Entdeckungswahrscheinlichkeit (E)

Die Bewertung der Entdeckungswahrscheinlichkeit wird unter Berücksichti-gung aller dafür aufgelisteten Entdeckungsmaßnahmen durchgeführt. Auch Entdeckungsmaßnahmen für Fehler und Fehlerfolgen können zur E-Bewertung herangezogen werden.

Die Bewertungszahl "10" wird z.B. vergeben, wenn es unmöglich oder un-wahrscheinlich ist, dass der Fehler überhaupt oder rechtzeitig entdeckt wird, oder keine Entdeckungsmaßnahmen vorhanden ist.

Die Bewertungszahl "1" wird z.B. dann vergeben, wenn der Fehler sicher und rechtzeitig entdeckt wird.

Die Bewertungszahl "1" wird beispielsweise dann vergeben, wenn eine be-trachtete Fehlerursache während der Entwicklung durch die Summe aller Erprobungsmaßnahmen sicher festgestellt wird.

System-FMEA 43

Bewertung zum Untersuchungszeitpunkt

Bei der Bewertung von A- und E-Maßnahmen wird der Untersuchungszeit-punkt berücksichtigt. Zuerst wird die Wahrscheinlichkeit des Auftretens und der Entdeckung der Fehlerursache nur unter Berücksichtigung der bereits abgeschlossenenen Maßnahmen bewertet, um das aktuelle Risiko darzu-stellen. Anschließend wird die Wahrscheinlichkeit der abgeschlossenen in Verbindung mit den noch nicht umgesetzten bzw. noch nicht beschlosse-nen Maßnahmen bewertet. Dies dient zur Abschätzung des erwarteten Ri-sikos nach Umsetzung aller Maßnahmen. Üblicherweise wird diese Bewer-tung in Klammern gesetzt, da sie nicht das aktuelle Risiko darstellt.

Bei unzureichenden Maßnahmen ist eine Optimierung erforderlich, Schritt 5.

Nach Entscheidung und Umsetzung der Maßnahme, Phasen M und U, ist die Wirksamkeit nachzuweisen und neu zu bewerten, Schritt 4.

Aussage zur A- und E- Bewertung

Während die A-Bewertung die Menge der eingeschätzten fehlerbehafteten Produkte beschreibt, sagt die E-Bewertung aus, dass nur ein Teil dieser auftretenden Fehler entdeckt werden kann.

Das Produkt A x E beschreibt die Wahrscheinlichkeit für die Restmenge von fehlerhaften Teilen.

2.9.1.5 Optimierung Produkt-FMEA (5. Schritt)

Ist das Ergebnis der endgültigen oder vorläufigen Bewertung des Standes nicht zufriedenstellend, werden neue Maßnahmen vorgeschlagen. Diese Maßnahmen werden analog Schritt 4 bearbeitet. Es wird ein neuer Maßnahmenstand erzeugt, der in ei-ner neuen Zeile oder in der aktuellen Zeile ergänzt wird. Diese neuen Maßnahmen werden vorab be-

wertet, mit Verantwortlichen und Terminen versehen und zur Entscheidung gebracht.

Nach Umsetzung der Maßnahmen ist eine Wirksamkeitskontrolle durchzu-führen und die Bewertung zu überprüfen. Stellt sich heraus, dass die Maß-nahme nicht das gewünschte Ergebnis erzielt hat, so die Optimierung so oft zu durchlaufen, bis ein akzeptables Ergebnis erreicht ist.

OptimierungOptimierungOptimierungOptimierung

System-FMEA 44

Bewertung des Risikos

Die FMEA liefert eine vorwiegend qualitative Bewertung. Aufgrund der sub-jektiven Einschätzung und deren Unsicherheit eignet sie sich nur bedingt als Methode zur quantitativen Bewertung. Hierfür sind andere, geeignete Methoden anzuwenden.

Ableitungen aus den Einzelbewertungen

Ein hoher Wert B zeigt ein hohes potenzielles Schadensausmaß.

Folgerung: geringe Auftretenswahrscheinlichkeit und/oder Abmilderung des Schadensausmaßes erforderlich.

Ein hoher Wert A zeigt ein (potenziell) häufiges Auftreten der Fehlerursache.

Aus dem Auftreten der Fehlerursache kann oft nicht auf die Häufigkeit des Auftretens der Fehlerfolge geschlossen werden. Das Auftreten der zugehö-rigen Fehlerfolge kann deutlich seltener sein.

Wenn mit E Entdeckungsmaßnahmen in der Entwicklung beschrieben sind, weist ein hoher Wert für E darauf hin, dass die Entdeckungsmaßnahme nicht geeignet ist, die Fehlfunktion effizient zu entdecken, und A nicht wirk-sam bestätigen kann.

Wenn mit E Entdeckungsmaßnahmen im Kundenbetrieb beschrieben sind, weist ein hoher Wert für E darauf hin, dass ein aufgetretener Fehler nicht oder nicht rechtzeitig entdeckt wird, um die Fehlerfolge zu verhindern oder zu minimieren.

Kombinationen von unterschiedlichen Einzelbewertungen

Kombinationen der Bewertungen aus der FMEA können verwendet werden, um eine Reihung der Risiken durchzuführen oder um Risiken in Klassen einzuteilen. Beides kann sinnvoll sein, um bei einer umfangreichen FMEA die „höchsten“ Risiken zu identifizieren.

Die Entscheidung, ob eine Maßnahme erforderlich ist (Phase Maßnahmen-entscheidung), kann in bestimmten Fällen nicht alleine aus einer Betrach-tung der Größen B, A und E getroffen werden, da einige möglicherweise für die Entscheidung wesentlichen Aspekt nicht in diesen Größen ausgedrückt werden können.

System-FMEA 45

Beispielsweise wird die Wahrscheinlichkeit, dass eine Fehlerursache auch tatsächlich zur Fehlerfolge führt, von keiner der Kenngrößen berücksichtigt; sie spielt aber bei der Maßnahmenentscheidungen eine wesentliche Rolle. In Fällen, bei denen mehrere Ursachen zusammenkommen müssen, um eine Fehlerfolge auszulösen, kann die Anwendung anderer Methoden, wie z.B. die Fehlerbaumanalyse, zur Entscheidung über Maßnahmen sinnvoll sein.

Risikobewertung

Das Ergebnis der Multiplikation der drei Bewertungszahlen B x A x E wird als Risikoprioritätszahl (RPZ) bezeichnet.

Die Betrachtung des Absolutwertes einer Risikoprioritätszahl ist in vielen Fällen irreführend und als Grundlage für weitere Maßnahmen nicht geeig-net. Auch ein relativer Vergleich der einzelnen Risikoprioritätszahlen kann irreführend sein.

Es ist nicht sinnvoll, eine „starre RPZ“ als Eingriffsgrenze (z.B. von RPZ > Limit) zu definieren, da unter Umständen die Bewertungsmaßstäbe für jede FMEA unterschiedlich sein können.

Es ergibt sich die Problematik, dass gleiche RPZ-Werte nicht das gleiche Risiko bedeuten müssen. Ausgehend von der RPZ = 100 kann sich dieser Wert durch (B x A x E) = (10 x 1 x 10) oder auch durch (B x A x E) = (10 x 10 x 1) ergeben.

Bei der Kombination mit A = 1 wird eine niedrige Wahrscheinlichkeit für das Auftreten der Fehlerursache vermutet; der Wert E = 10 zeigt an, dass kein geeigneter Test in der Entwicklung vorgesehen ist, der bei Bedarf eine klei-ne Auftretenswahrscheinlichkeit nachweisen kann.

Bei der Kombination mit A = 10 wird eine hohe Wahrscheinlichkeit für das Auftreten der Fehlerursache vermutet. Der Wert E = 1 zeigt an, dass es hochwirksame Tests in der Entwicklung gibt, die diese Vermutung bestäti-gen.

Die RPZ hat eine geringe Aussagefähigkeit bzgl. der Qualität von Produk-ten und Prozessen. Von Fall zu Fall ist der Einsatz von Maßnahmen im Team festzulegen. Aus dieser Sicht könnte die RPZ entfallen, da sie eine untergeordnete Bedeutung hat.

System-FMEA 46

Die RPZ bleibt aus Gründen der Vergleichbarkeit zur bisherigen Vorge-hensweise trotz der bekannten Probleme bestehen. Alternativen werden im Kapitel „FMEA für mechatronische Systeme“ beschrieben.

Optimierung

Die Optimierungen geschehen nach folgenden Prioritäten:

• Konzeptänderung, um die Fehlerursache auszuschließen bzw. eine Fehlerfolge mit einer geringen Bedeutung zu erhalten

• Erhöhung der Konzeptzuverlässigkeit, um das Auftreten der Fehlerur-sache zu minimieren

• wirksamere Entdeckung der Fehlerursachen (zusätzliches Prüfen mög-lichst vermeiden).

Für Maßnahmen sind im FMEA-Formblatt jeweils der Verantwortliche (V) und der Termin (T) für die Erledigung anzugeben, siehe Abb. 2.9.1.6-1. Nach Festlegung der Maßnahmen zur Reduzierung der Auftretenswahr-scheinlichkeit oder für wirksamere Entdeckung erfolgt eine vorläufige, neue Risikobewertung.

Die endgültige Bewertung erfolgt nach Durchführung der Maßnahme und der Überprüfung ihrer Wirksamkeit.

Bei einschneidenden Konzeptänderungen werden für die betroffenen Teil-bereiche alle fünf Schritte der FMEA neu durchlaufen.

System-FMEA 47

F M E A Nummer: 1.1.1

Produkt Seite:

Sachnummer: 453234

Verantwortlich: xxxx

Typ/Modell/Fertigung/Charge: System Struktur E-Gas

Maßnahmenstand: xxxxx

Firma: vvvvvvv

Erstellt: 01.04.2005

Sachnummer: 5322345

Verantwortlich: yyyyy

Erstellt: 13.06.2005FMEA/Systemelement: Getriebe

Maßnahmenstand: xxxx

Firma: zzzzz

Verändert: 20.06.2005

Mögliche Fehlerfol-ge

B Möglicher Feh-ler

Mögliche Feh-lerursachen

K Vermeidungs-maßnahme

A Entdeckungs- maßnahme

E RPZ V/T

Systemelement: Primärzahnrad

Funktion: Drehmoment von der Ausgangswelle auf das Sekundärzahnrad übertragen

[Getriebe] <Antriebsdrehmo-ment zwischen Motor und Drossel-klappe mit definiertem Überset-zungsverhältnis wandeln> Keine Drehmo-mentübertragung vom Stellmotor zur Drosselklappe

10 Maßnahmenstand - Anfang: 13.06.2005

>> [Drosselklap-pensteller] <Luftquerschnitt entsprechend der Ansteuerung ein-stellen> Luftquerschnitt trotz Ansteuerung nicht vergrößert

10

[Getriebe] <Antriebsdrehmo-ment zwischen Motor und Drossel-klappe mit definiertem Überset-zungsverhältnis wandeln> Drehmomentüber-tragung vom Stellmotor zur Dros-selklappe schwergängig

9

Auslegung nach Tole-ranzberech-nung nach VA 554 auf den Wert +/- 0,1 mm Müller KW 24, 2005 abgeschlossen

2 Funktionstest nach PA 998 Musterteile Schmidt KW 25, 2005 nicht umge-setzt

6 200 (120)

Müller Schmidt KW 24, 2005 - KW 25, 2005 nicht um-gesetzt

Maßnahmenstand: 20.06.2005

>> [Drosselklap-pensteller] <Luftquerschnitt entsprechend der Ansteuerung ein-stellen> Verstellung Luft-querschnitt hat zu große Hysterese

9

[Primärzahnrad] Klemmt auf der Primärzahnrad-achse

[Merkmale des Primärzahnrads]<Lagerdurch-messer 3 mm +/- 0,1mm> Lagerdurchmes-sertoleranzen zu klein ausgelegt

2 Verschleiß-analyse nach Dauerlauf im Tempera-turwechsel-betrieb

2 (40) Meier KW 25, 2005 nicht be-schlossen

System-FMEA 48





A Entdeckungs-maßnahme

E RPZ V/T

Maßnahmenstand - Anfang: 13.06.2005

Materialfestig-keit entspre-chend Herstel-lerempfehlung für Belastungs-fall gewählt Müller KW 24, 2005 abgeschlossen

[Merkmale des Primärzahnrads]<Materialfestig-keit = 33 N/mm2> Material mit zu geringer Festigkeit gewählt

Verwendung von verstärk-tem PP Schmidt KW 24, 2005 nicht umge-setzt

3 Schadteilana-lyse nach Dauer-lauf mit überhöh-ter Belas- tung Schmidt KW 24, 2005abgeschlos-sen

1 100 (30)

Müller Schmidt KW 24, 2005 nicht um-gesetzt

[Getriebe] <Antriebsdrehmo-ment zwischen Motor und Drossel-klappe mit definiertem Überset-zungsverhältnis wandeln> Keine Drehmo-mentübertragung vom Stellmotor zur Drosselklappe


Mindestradien entsprechend Konstruktions-vorschrift für Belastungs- fall gewählt

3 Keine 10 300 Müller KW 24, 2005 abge-schlossen


>> [Drosselklap-pensteller] <Luftquerschnitt entsprechend der Ansteuerung einstellen> Luftquerschnitt trotz Ansteue- rung nicht vergrö-ßert

10

[Primärzahnrad] bricht im Be-reich Verzahnung

[Merkmale des Primärzahnrads]<Verzahnungs- geometrie entsprechend LH-Vorga- be> Radien der Ver-zahnungsgeo-me- trie zu klein aus-ge- legt

3 Verschleißa-naly- se nach Dau-erlauf im Temperatur-wechselbe-trieb

2 (60) Meier KW 32, 2005 nicht um-gesetzt

System-FMEA 49






E RPZ V/T

Funktion: Drehmoment übersetzen

Maßnahmenstand - Anfang: 14.06.2005 [Getriebe] .......

[Primärzahnrad] ....

[...] <........................-.......> ............

... 1 .............. 1 Müller KW 24, 2005 abge-schlossen

Systemelement: Primärzahnradachse

Funktion: Primärzahnrad im Gehäuse lagern

[Getriebe] <Antriebsdrehmo-ment zwischen Motor und Drossel-klappe mit definiertem Überset-zungsverhältnis wandeln> Keine Drehmo-mentübertragung vom Stellmotor zur Drosselklap- pe


>> [Drosselklap-pensteller] <Luftquerschnitt entsprechend der Ansteuerung einstellen> Luftquerschnitt trotz Ansteuerung nicht vergrößert

10

[Getriebe] <Antriebsdrehmo-ment zwischen Motor und Drossel-klappe mit definiertem Überset-zungsverhältnis wandeln> Drehmomentüber-tragung vom Stellmotor zur Dros-selklappe schwergängig

9

Allgemeintole-ranz Schmidt KW 24, 2005 abgeschlossen

5 Toleranz-betrachtung Müller KW 23, 2005 abgeschlos-sen

5 250 Müller Schmidt KW 23, 2005 - KW 24, 2005 abge-schlossen

>> [Drosselklap-pensteller] <Luftquerschnitt entsprechend der Ansteuerung einstellen> Verstellung Luft-querschnitt hat zu große Hysterese

9

[Primärzahnra-dach- se] klemmt an der Lagerstelle im Gehäuse

[Merkmale der Primärzahnrad-achse] <Länge =30 mm > Längentole-ranz zu groß gewählt


System-FMEA 50





A Entdeckungs-maßnahme

E RPZ V/T

Toleranzbe-rechnung der Lagerstelle im Gehäuse über die Sys-temtoleran- zen Schmidt KW 25, 2005nicht be-schlossen

Tolerierung entsprechend Er-gebnis der Toleranzrech-nung in Ab- stimmung mit Gehäuse Schmidt KW 25, 2005 nicht umge-setzt

3

Verschleiß-analyse nach Dauerlauf im Tempera-turwechsel-betrieb Meier KW 32, 2005nicht be-schlossen

2 (60) Meier Schmidt KW 25, 2005 - KW 32, 2005 nicht be-schlossen


Oberflächen-güte entsprechend Werksnorm CN14673 und Belastungsfall festgelegt Meier KW 24, 2005 abgeschlossen

1 Keine Müller KW 23, 2005abgeschlos-sen

10 100 Meier Müller KW 23, 2005 - KW 24, 2005 abge-schlossen


[Merkmale der Primärzahnrad-achse] <Oberflächengü-te = xxx µm> Oberflächen in der Lagerstelle zu rauh

2 Verschleiß-analyse nach Dauerlauf im Tempera-turwechsel-betrieb

2 (40) Meier KW 32, 2005 nicht um-gesetzt

Systemelement: Sekundärzahnrad

Funktion: .....

Abbildung 2.9.1.6-1 FMEA-Formblatt zur Produkt-FMEA

System-FMEA 51

2.9.2 Die Erstellung der Prozess-FMEA

2.9.2.1 Strukturanalyse Prozess-FMEA (1. Schritt)

Das Prozesssystem besteht aus einzelnen Systemele-menten (SE), die zur Beschreibung der strukturellen Zu-sammenhänge im Gesamtsystem in einer Systemstruktur (z.B. Prozessablauf, Technologiekonzept) hierarchisch angeordnet werden.

Bei der Erstellung der Systemstruktur ist der Detaillierungsgrad einer FMEA prozessabhängig und kann deshalb nicht pauschal festgelegt werden. In-wieweit eine Struktur weiter detailliert analysiert werden muss, ist von meh-reren Faktoren abhängig.

Folgende Kriterien unterstützen bei der Ermittlung der Betrachtungstiefe:

• Stellt sich während der Analyse (Schritt 1-5) eines Betrachtungsum-fangs ein Risiko dar, dass nicht akzeptabel bzw. nicht einzuschätzen ist, ist eine weitere Detaillierung erforderlich.

• Die Detaillierung wird beendet, wenn Fehler in diesem Detaillierungs-grad durch Maßnahmen ausreichend abgesichert sind.

• Bei bekannten und betriebsbewährten Betrachtungsumfängen ist oft ein geringerer Detaillierungsgrad erforderlich als bei neuen Umfängen.

• Die unterste Ebene der Betrachtung sind die klassischen „4M“ (Mensch, Maschine, Material, Mitwelt) im Prozess.

Die eindeutige strukturierte Abbildung des Gesamtsystems wird dadurch si-chergestellt, dass jedes SE nur einmal existiert. Die unter jedem SE ange-ordneten Strukturen sind eigenständige Teilstrukturen.

In der Prozess-FMEA werden in der untersten Ebene die so genannten klassischen „4M“ betrachtet. Diese dienen als Gedankenstütze, um alle re-levanten Einflussgrößen im Prozess darzustellen. Diese können sein:

Mensch wird zu Einrichter, Bediener, Werker, Manager usw.

Maschine wird zu Roboter, Ansaugvorrichtung, Vorratsbehälter, Farb-mischeinheit, Heizung der Plastifizierungseinheit, Spritzgussform, Förderschnecke usw.

StrukturanalyseStrukturanalyseStrukturanalyseStrukturanalyse

System-FMEA 52

Material wird zu Laufflächenaufnahme, Lagerlauffläche. Kunststoff-granulat, Farbkonzentrat, plastifizierter Kunststoff usw.

Mitwelt wird zu Umgebungsbedingungen wie Hitze, Staub, Verunrei-nigung usw.

Hinweis: Das M Methode ist in der Struktur der FMEA abgebildet!

Durch die Strukturierung entstehen auch Schnittstellen an im System vor-handenen physikalischen Verbindungen von der SE einer Teilstruktur zur SE in anderen Teilstrukturen, siehe Abb 2.9.2.1-1.

Alle funktionalen Zusammenhänge zwischen den SEs eines Systems, auch über Schnittstellen der betrachteten Systemstruktur hinweg, werden durch Funktionsnetze beschrieben.

Abbildung 2.9.2.1-1 Systemstruktur

Die unterste Ebene im Pro-zess bilden die „4M“ (Mensch, Maschine,

Material, Mitwelt)

System-FMEA 53

2.9.2.2 Funktionsanalyse Prozess-FMEA (2. Schritt)

Die durch SEs beschriebene Systemstruktur (Struktur-baum) ist die Basis dafür, dass jedes SE so differen-ziert wie nötig hinsichtlich seiner Funktionen und Fehl-funktionen bzgl. des Ablaufs im System analysiert wer-den kann.

Hierzu sind umfassende Kenntnisse über das System und über die Umgebungsbedingungen des Systems erforderlich, z.B. die Produktanforderungen oder Merkmale, Funktionen und Prozessanforde-rungen bzw. Kosten, Zeit, Arbeitsschutz, Umweltbelastung.

Funktionen/Abläufe

Jedes SE hat im System, unabhängig von seiner Anordnung in der Struktur, unterschiedliche Funktionen, Abläufe bzw. Aufgaben, siehe Abb. 2.9.2.2-1. Zur Erfüllung einzelner Funktionen eines SE sind in der Regel auch die Funktionen anderer SEs erforderlich.

Die Beschreibung der Funktion muss eindeutig, verifizierbar und validierbar sein.

Funktionsstrukturen/Ablaufstrukturen

Das Zusammenwirken der Funktionen mehrerer SEs muss als Funktions-struktur (Funktionsbaum, Funktionsnetz) dargestellt werden. Für die Erstel-lung der Funktionsstrukturen eines SE müssen die daran beteiligten Funkti-onen betrachtet werden. Teilfunktionen, die in der Summe eine Funktion beschreiben, werden in der zugeordneten Funktionsstruktur untereinander logisch verknüpft.

Die Detaillierung einer Funktionsstruktur nimmt von links nach rechts zu, wobei die rechte Funktion beschreibt, wie die vorhergehende Funktion er-füllt werden soll. Hilfreich für die logische Verknüpfung einer Funktions-struktur sind somit die Fragen „Wie?“ (von links nach rechts) und „Warum?“ (von rechts nach links).

FunktionsanalyseFunktionsanalyseFunktionsanalyseFunktionsanalyse

System-FMEA 54

Abbildung 2.9.2.2-1 Strukturbaum mit Funktionen

Wie?

Warum

?

System-FMEA 55

2.9.2.3 Fehleranalyse Prozess-FMEA (3. Schritt)

Für jedes in der Systembeschreibung betrachtete SE ist eine Fehleranalyse durchzuführen.

Mögliche Fehlfunktionen sind von den Funktio-nen/Aufgaben abgeleitet, z.B. Abweichungen vom spezifizierten Sollzustand der Anlage, nicht vollstän-

dig durchgeführte Aufgabe, unbeabsichtigte Tätigkeit oder nicht erforderli-che Tätigkeit.

Die Beschreibung der Fehlfunktion muss eindeutig sein. Nichterfüllung, n.i.O., defekt, kaputt usw. sind nicht ausreichend, um Fehlerursache und Fehlerfolge nachvollziehbar zuzuordnen und Maßnahmen festzulegen.

Einer Funktion sind in der Regel mehrere Fehlfunktionen zugeordnet, wie z.B. zu hoch, zu tief.

Die möglichen Fehlerursachen (FU) sind die denkbaren Fehlfunktionen der untergeordneten SE und der über Schnittstellen zugeordneten SEs.

Die möglichen Fehlerfolgen (FF) sind die sich ergebenden Fehlfunktionen der übergeordneten SE und der über Schnittstellen zugeordneten SEs.

Fehlfunktionsstrukturen

Für die Fehleranalyse werden, aufbauend auf den bekannten Funktionen, die Fehlfunktionen abgeleitet und Fehlfunktionsstrukturen (Fehlfunktions-bäume/Fehlernetz) erstellt, Abb. 2.9.2.3-1.

Fehleranalyse

System-FMEA 56

Abbildung 2.9.2.3-2 Fehlfunktionsstruktur ausgehend von der Herstellung des Primärzahnrades

Die erstellten Fehlfunktionsstrukturen werden je nach Fokus in die Spalten "Mögliche Fehlerfolgen", "Möglicher Fehler" und "Mögliche Fehlerursachen" des FMEA-Formblattes übertragen.

Abhängig von der Tiefe der Fehlerstruktur ist es möglich, auf unterschiedli-chen Ebenen die Analysen zu erstellen und die Inhalte der Fehlfunktions-strukturen in den drei Formblattspalten abzubilden.

Ursache-/Wirkungsbeziehungen der Fehlfunktionen

Die FMEA als lebendes Dokument soll die aktuellen Systemrisiken darstel-len. Dadurch kann es geschehen, dass sich die Ursache-/Wirkungsbezie-hungen der Fehlfunktionen während der Entwicklung durch Systemände-rung/-optimierung verändern. Dies kann z.B. durch das Einführen system-eigener Maßnahmen erfolgen, welche die Fehlerfolge verändern (Maschi-nenstop o.ä.). Diese werden als systemeigene Funktionen bezüglich mögli-cher Fehler analysiert. Fehlerfolgen werden unter Berücksichtigung der fest geplanten Überwachungs- und Ersatzmaßnahmen dargestellt.

Fokus: Mögliche Fehlerfolge Möglicher Fehler Mögliche Fehlerursache

System-FMEA 57

2.9.2.4 Maßnahmenanalyse Prozess-FMEA (4. Schritt)

Maßnahmen

Bei der Maßnahmenanalyse findet zunächst eine Bewertung oder Einschätzung des Risikos zum Un-tersuchungszeitpunkt statt.

Dabei werden abgeschlossene Maßnahmen ab-schließend bewertet. Abgeschlossene Maßnahmen sind umgesetzt und de-ren Wirksamkeit ist nachgewiesen und dokumentiert.

Nicht abgeschlossene Maßnahmen werden vorläufig mit dem zu erwarten-den Ergebnis bewertet. Die nicht abgeschlossenen Maßnahmen beinhalten:

• entschiedene Maßnahmen, die noch nicht umgesetzt sind, • vorschlagende Maßnahmen, die noch nicht beschlossen sind, und • Maßnahmen, für die nach Entscheidung und Umsetzung, Phasen M

und U, die Wirksamkeit nachzuweisen ist und die neu zu bewerten sind, Schritt 4.

Ist die Wirksamkeit der Maßnahmen aus Sicht des Bewertungsteams unzu-reichend, ist eine Optimierung erforderlich, Schritt 5.

Nicht abgeschlossenen Maßnahmen muss ein Verantwortlicher und ein Termin zugeordnet werden. Dies kann auch für abgeschlossene Maßnah-men festgelegt werden.

Es gibt zwei verschiedene Maßnahmentypen, die Vermeidungsmaßnahmen und die Entdeckungsmaßnahmen.

Weiterhin werden die Maßnahmen unterschieden

• während der Prozessplanung: Hier entdeckte Fehler können für alle später produzierten Produkte vermieden werden.

• im Kundenbetrieb: In einem einzelnen Fahrzeug entdeckte Fehler können in ihrer Folge abgemildert werden. Diese Maßnahmen werden im Abschnitt Mechatronik betrachtet.

MaßnahmenanalyseMaßnahmenanalyseMaßnahmenanalyseMaßnahmenanalyse

System-FMEA 58

• im Herstellprozess oder beim Service: zur effizienten und effektiven Ursachenfindung. Diese Maßnahmen werden ebenfalls im Abschnitt Mechatronik be-trachtet.

Vermeidungsmaßnahmen (VM)

Vermeidungsmaßnahmen dienen der optimalen Systemauslegung bzw. der Merkmalsauslegung, damit die Auftretenswahrscheinlichkeit der Fehler-möglichkeit sehr gering ist. Die Vermeidungsmaßnahme muss für Dritte nachvollziehbar beschrieben werden. Ein Hinweis „bewährtes Material“ ist nicht ausreihend.

In der Regel wird im Formblatt auf ein weiteres Dokument, z.B. XY 5678, verwiesen, in dem die Auslegungsrichtlinien genau definiert sind.

Vermeidungsmaßnahmen können sein:

• Vorrichtung • Zweihandbedienung bei Maschinen • Folgeteil wird aufgesetzt • formgebundene Lage. Entdeckungsmaßnahmen (EM)

Mit Entdeckungsmaßnamen in der Prozessplanung werden die möglichen Fehler gefunden bzw. die Wirksamkeit der Maßnahme bestätigt. Wenn kein Fehler gefunden wird, ist die EM auf Wirksamkeit zu prüfen. Die Entde-ckungsmaßnahme muss für Dritte nachvollziehbar beschrieben werden. Ein Hinweis „Zwischentest, Maßprüfung, …“ ist nicht ausreichend.

In der Regel wird im Formblatt auf ein weiteres Dokument, z.B. ABC 456, verwiesen, in dem die Prüfanweisungen genau definiert sind.

Entdeckungsmaßnahmen zur Auslegungsabsicherung können sein:

• Sichtprüfung • Sichtprüfung mit Musterkatalog • optische Prüfung mit Grenzmuster • Maßprüfung • attributive Prüfung • Stichproben.

System-FMEA 59

Verantwortliche

Für jede Maßnahme ist ein Verantwortlicher (V) zu benennen. Dieser sorgt für die Entscheidung der Maßnahme und bei Bestätigung für die Umset-zung. Der V kann die Maßnahme selbst durchführen oder durchführen las-sen.

Termin

Termine sind so frühzeitig festzulegen, dass die Umsetzung vor Produkti-onsfreigabe sichergestellt ist. Der Termin ist mit Datum anzugeben.

Status der Maßnahmen:

a) unbearbeitet, in Planung Ideensammlung, Umsetzung der Maßnahme wurde noch nicht be-gonnen.

b) in Entscheidung Die Maßnahme ist definiert, aber noch nicht entschieden. Eine Entscheidungsvorlage wird erstellt.

c) in Umsetzung Die Maßnahme wurde beschlossen und noch nicht umgesetzt.

d) abgeschlossen Abgeschlossene Maßnahmen sind umgesetzt, deren Wirksamkeit ist nachgewiesen und dokumentiert, eine abschließende Bewertung hat stattgefunden.

e) verworfen Verworfene Maßnahmen werden dokumentiert und erfordern in der Regel eine Optimierung, Phasen M und U, Schritt 4 Maßnahmenana-lyse.

Bewertungen

Das mit jeder Fehlerursache verbundene Risiko wird bewertet. Zur Risiko-bewertung werden im Entwicklungs- und Planungsstand eingetragene Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen herangezogen.

System-FMEA 60

Dabei steht

B für die Bedeutung der Fehlerfolge,

A für die Auftretenswahrscheinlichkeit der Fehlerursache und

E für die Entdeckungswahrscheinlichkeit der aufgetretenen Fehlerur-sache, Fehler bzw. Fehlerfolge.

Für B, A und E werden jeweils Bewertungszahlen von 10 bis 1 verwendet, wobei die 10 für den höchsten Risikobeitrag steht.

Durch Einzelbetrachtungen und Kombinationen dieser drei Faktoren kön-nen Priorisierungen vorgenommen werden, siehe Abschnitt „Bewertung des Risikos“.

Bedeutung (B)

Die Bewertungszahl B wird durch die Bedeutung einer Fehlerfolge an der obersten Stelle des Betrachtungsumfangs bzw. an der zum übergeordneten System definierten Schnittstelle festgelegt.

So wird. z.B. die "10" oder "9" vergeben, wenn ein Fehler die Sicherheit be-einträchtigt und/oder die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften verletzt wird oder ein existenzbedrohendes Firmenrisiko darstellt.

Die "1" wird z.B. vergeben, wenn die Fehlerfolge eine sehr geringe Funkti-onsbeeinträchtigung darstellt, die nur vom Fachpersonal erkennbar ist.

Für eine nachvollziehbare Bewertung werden prozessgruppenspezifische Bewertungskataloge erstellt, die, wenn vertraglich vereinbart, mit dem Kun-den abzustimmen sind. Beispiele für Bewertungskataloge befinden sich im Anhang.

Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen

Entsprechend der Wirksamkeit von ausgeführten Vermeidungs- bzw. Ent-deckungsmaßnahmen für die betrachteten Fehlerursachen werden Bewer-tungen für die Auftretens- und Entdeckungswahrscheinlichkeit (A und E) vergeben.

System-FMEA 61

Je detaillierter die Fehleranalyse der FMEA bei den Ursachen durchgeführt wird, desto differenzierter können die Bewertungen A und E vorgenommen werden.

In der FMEA kann bei der A- und E-Bewertung von Ursachen auf Erfah-rungswerte (z.B. Zuverlässigkeitsraten ähnlicher Systeme) zurückgegriffen werden. Werden bereits bewertete Teilsysteme in ein neues System integ-riert, so sind aufgrund möglicherweise veränderter Randbedingungen des neuen Systems die Bewertungen zu überprüfen.

Auftretenswahrscheinlichkeit (A)

Die Bewertung der Auftretenswahrscheinlichkeit einer Fehlerursache wird unter Berücksichtigung aller aufgelisteten Vermeidungsmaßnahmen und deren Status durchgeführt.

Bei der A-Bewertung wird z.B. die "10" vergeben, wenn die betrachtete Fehlerursache mit hoher Wahrscheinlichkeit auftritt, keine Vermeidungs-maßnahme vorhanden ist bzw. deren Wirksamkeit nicht bekannt ist.

Die "1" wird z.B. vergeben, wenn es unwahrscheinlich ist, dass die betrach-tete Fehlerursache auftritt.

Entdeckungswahrscheinlichkeit (E)

Die Bewertung der Entdeckungswahrscheinlichkeit wird unter Berücksichti-gung aller dafür aufgelisteten Entdeckungsmaßnahmen durchgeführt. Auch Entdeckungsmaßnahmen für Fehler und Fehlerfolgen können zur E-Bewertung herangezogen werden.

Die Bewertungszahl "10" wird z.B. vergeben, wenn es unmöglich oder un-wahrscheinlich ist, dass der Fehler überhaupt oder rechtzeitig entdeckt wird, oder keine Entdeckungsmaßnahmen vorhanden sind.

Die Bewertungszahl "1" wird z.B. dann vergeben, wenn der Fehler sicher und rechtzeitig entdeckt wird.

Die Bewertungszahl "1" wird beispielsweise dann vergeben, wenn ein Fer-tigungsfehler im Prozess mit Sicherheit am Ort der Fehlerentstehung ent-deckt wird.

System-FMEA 62

Bewertung zum Untersuchungszeitpunkt

Bei der Bewertung von A- und E-Maßnahmen wird der Untersuchungszeit-punkt berücksichtigt. Zuerst wird die Wahrscheinlichkeit des Auftretens und der Entdeckung der Fehlerursache nur unter Berücksichtigung der bereits abgeschlossenenen Maßnahmen bewertet, um das aktuelle Risiko darzu-stellen. Anschließend wird die Wahrscheinlichkeit der abgeschlossenen in Verbindung mit den noch nicht umgesetzten bzw. noch nicht beschlosse-nen Maßnahmen bewertet. Dies dient zur Abschätzung des erwarteten Ri-sikos nach Umsetzung aller Maßnahmen. Üblicherweise wird diese Bewer-tung in Klammern gesetzt, da sie nicht das aktuelle Risiko darstellt.

Bei unzureichenden Maßnahmen ist eine Optimierung erforderlich, Schritt 5.

Nach Entscheidung und Umsetzung der Maßnahme, Phasen M und U, ist die Wirksamkeit nachzuweisen und neu zu bewerten, Schritt 4.

Aussage zur A- und E- Bewertung

Während die A-Bewertung die Menge der eingeschätzten fehlerbehafteten Produkte beschreibt, sagt die E-Bewertung aus, dass nur ein Teil dieser auftretenden Fehler entdeckt werden kann.

Das Produkt A x E beschreibt die Wahrscheinlichkeit für die Restmenge von fehlerhaften Teilen.

2.9.2.5 Optimierung Prozess-FMEA (5. Schritt)

Ist das Ergebnis der endgültigen oder vorläufigen Bewertung des Standes nicht zufriedenstellend, werden neue Maßnahmen vorgeschlagen. Diese Maßnahmen werden analog Schritt 4 bearbeitet. Es wird ein neuer Maßnahmenstand erzeugt, der in einer neuen Zeile oder in der aktuellen Zeile er-gänzt wird. Diese neuen Maßnahmen werden vor-

ab bewertet, mit Verantwortlichen und Terminen versehen und zur Ent-scheidung gebracht.

Nach Umsetzung der Maßnahmen ist eine Wirksamkeitskontrolle durchzu-führen und die Bewertung zu überprüfen. Stellt sich heraus, dass die Maß-nahme nicht das gewünschte Ergebnis erzielt hat, so ist die Optimierung so oft zu durchlaufen, bis ein akzeptables Ergebnis erreicht ist.

OptimierungOptimierungOptimierungOptimierung

System-FMEA 63

2.9.2.6 Bewertung des Risikos

Die FMEA liefert eine vorwiegend qualitative Bewertung. Aufgrund der sub-jektiven Einschätzung und deren Unsicherheit eignet sie sich nur bedingt als Methode zur quantitativen Bewertung. Hierfür sind andere geeignete Methoden anzuwenden.

Ableitungen aus den Einzelbewertungen



Ein hoher Wert A zeigt ein (potenziell) häufiges Auftreten der Fehlerursache.


Wenn mit E Entdeckungsmaßnahmen in der Entwicklung beschrieben sind, weist ein hoher Wert für E darauf hin, dass die Entdeckungsmaßnahme nicht geeignet ist, die Fehlfunktion effizient zu entdecken, und A nicht wirk-sam bestätigen kann.

Wenn mit E Entdeckungsmaßnahmen im Kundenbetrieb beschrieben sind, weist ein hoher Wert für E darauf hin, dass ein aufgetretener Fehler nicht oder nicht rechtzeitig entdeckt wird, um die Fehlerfolge zu verhindern oder zu minimieren.

Kombinationen von unterschiedlichen Einzelbewertungen

Kombinationen der Bewertungen aus der FMEA können verwendet werden, um eine Reihung der Risiken durchzuführen oder um Risiken in Klassen einzuteilen. Beides kann sinnvoll sein, um bei einer umfangreichen FMEA die „höchsten“ Risiken zu identifizieren.

Die Entscheidung, ob eine Maßnahme erforderlich ist (Phase Maßnahmen-entscheidung) kann in bestimmten Fällen nicht alleine aus einer Betrach-tung der Größen B, A und E getroffen werden, da einige möglicherweise für die Entscheidung wesentlichen Aspekte nicht in diesen Größen ausge-drückt werden können.

System-FMEA 64

Beispielsweise wird die Wahrscheinlichkeit, dass eine Fehlerursache auch tatsächlich zur Fehlerfolge führt, von keiner der Kenngrößen berücksichtigt; sie spielt aber bei der Maßnahmenentscheidung eine wesentliche Rolle. In Fällen, bei denen mehrere Ursachen zusammenkommen müssen, um eine Fehlerfolge auszulösen, kann die Anwendung anderer Methoden, wie z.B. die Fehlerbaumanalyse, zur Entscheidung über Maßnahmen sinnvoll sein.

Risikobewertung

Die Multiplikation der drei Bewertungszahlen B x A x E wird als Risikopriori-tätszahl (RPZ) bezeichnet.

Die Betrachtung des Absolutwertes einer Risikoprioritätszahl ist in vielen Fällen irreführend und als Grundlage für weitere Maßnahmen nicht geeig-net. Auch ein relativer Vergleich der einzelnen Risikoprioritätszahlen kann irreführend sein.

Es ist nicht sinnvoll, eine „starre RPZ“ als Eingriffsgrenze (z.B. von RPZ > Limit) zu definieren, da unter Umständen die Bewertungsmaßstäbe für jede FMEA unterschiedlich sein können.

Es ergibt sich die Problematik, dass gleiche RPZ-Werte nicht das gleiche Risiko bedeuten müssen. Ausgehend von der RPZ = 100 kann sich dieser Wert durch (B x A x E) = (10 x 1 x 10) oder auch durch (B x A x E) = (10 x 10 x 1) ergeben.

Bei der Kombination mit A = 1 wird eine niedrige Wahrscheinlichkeit für das Auftreten der Fehlerursache vermutet; der Wert E = 10 zeigt an, dass kein geeigneter Test in der Entwicklung vorgesehen ist, der bei Bedarf eine klei-ne Auftretenswahrscheinlichkeit nachweisen kann.

Bei der Kombination mit A = 10 wird eine hohe Wahrscheinlichkeit für das Auftreten der Fehlerursache vermutet. Der Wert E = 1 zeigt an, dass es hochwirksame Tests in der Entwicklung gibt, die diese Vermutung bestäti-gen.

Die RPZ hat eine geringe Aussagefähigkeit bzgl. der Qualität von Produk-ten und Prozessen. Von Fall zu Fall ist der Einsatz von Maßnahmen im Team festzulegen. Aus dieser Sicht könnte die RPZ entfallen, da sie eine untergeordnete Bedeutung hat.

System-FMEA 65

Die RPZ bleibt aus Gründen der Vergleichbarkeit zur bisherigen Vorge-hensweise trotz der bekannten Probleme bestehen. Alternativen werden im Kapitel „FMEA für mechatronische Systeme“ beschrieben.

Optimierung

Die Optimierungen geschehen nach folgenden Prioritäten:

• Konzeptänderung, um die Fehlerursache auszuschließen bzw. eine Fehlerfolge mit einer geringen Bedeutung zu erhalten

• Erhöhung der Konzeptzuverlässigkeit, um das Auftreten der Fehlerur-sache zu minimieren

• wirksamere Entdeckung der Fehlerursachen (zusätzliches Prüfen mög-lichst vermeiden).

Für Maßnahmen sind im FMEA-Formblatt jeweils der Verantwortliche (V) und der Termin (T) für die Erledigung anzugeben, siehe Abb. 2.9.2.6-1. Nach Festlegung der Maßnahmen zur Reduzierung der Auftretenswahr-scheinlichkeit oder für wirksamere Entdeckung erfolgt eine vorläufige, neue Risikobewertung.

Die endgültige Bewertung erfolgt nach Durchführung der Maßnahme und der Überprüfung ihrer Wirksamkeit.

Bei einschneidenden Konzeptänderungen werden für die betroffenen Teil-bereiche alle fünf Schritte der FMEA neu durchlaufen.

F M E A Nummer: 1.2

Prozess Seite:

Arbeitsgangnummer: 4567-5567

Verantwortlich: Klar

Typ/Modell/Fertigung/Charge: Produktion E-Gas-System


Firma: CCCC

Erstellt: 29.05.2005

Arbeitsgang-Nummer: 4567

Verantwortlich: xxxx

Erstellt: 13.06.2005FMEA/Systemelement: Herstellung des Primärzahnrades (Spritzguss)


Firma: xxxx

Verändert: 20.06.2005

System-FMEA 66

Mögliche Fehler-folge

B Möglicher Fehler


K Vermeidungs- maßnahme


E RPZ V/T

Systemelement: Kunststoff plastifizieren

Funktion: Kunststoff entsprechend Spezifikation SP467 für Spritzvorgang vorbereiten

[Herstellung des Primärzahnra- des im Spritz-gussverfahren] <Drehmoment von der Aus- gangswelle auf das Sekundär- zahnrad übertra-gen> Klemmt auf der Primärzahnrad- achse


Verwendung ei-ner temperaturgere-gelten 2KW- Heizspindel Schmidt KW 24, 2005 abgeschlossen

[Heizung der Plas- tifiziereinheit] <Kunststoff auf xxx Grad erhit-zen> Kunststoff zu wenig erhitzt

Wöchentliche Wartung der Ein- heit durch Fach-personal Müller KW 25, 2005 nicht umgesetzt

2 Temperaturü-berwachung mit optischer Signalisie- rung am Mischschne-ckenausgang Müller KW 24, 2005 abgeschlossen

2 200 (40)

Müller Schmidt KW 24, 2005 - KW 25, 2005nicht umge-setzt

Maßnahmenstand - Anfang: 13.06.2005 [Mischschnecke der Plastifizie-reinheit] <Kunststoff durch- mischen> Kunststoff un- gleichmäßig durchmischt

Doppelschne-cken mit jeweils 0,5 m Mischstrecke Müller KW 23, 2005 abgeschlossen

2 Temperatur-überwachung mit optischer Signalisie- rung am Mischschne-ckenausgang Meier KW 24, 2005 abgeschlossen

2 40 Meier Müller KW 23, 2005 - KW 24, 2005abgeschlos-sen

[Herstellung des Primärzahnra- des im Spritz-gussverfahren] <Drehmoment von der Aus- gangswelle auf das Sekundär- zahnrad übertra-gen> Primärzahnrad bricht im Bereich Verzahnung

10

[Kunststoff plastifizieren] Kunststoff für Spritzvorgang unzureichend plastifiziert (zu zäh)

[......] <..........

….. 1 …….. 1

Systemelement: Lagerlauffläche umspritzen

Funktion: Verbindung zwischen Lagerlauffläche und Verzahnungsgeometrie herstellen

Maßnahmenstand - Anfang: 13.06.2005 [Herstellung des Primärzahnra- des im Spritz-gussverfahren] <Drehmoment von der Aus- gangswelle auf das Sekundär- zahnrad übertra-gen>

5 [Lagerlaufflä-che umspritzen] .....

[......] <......> ......

...... 1 ............ 1 5 Schmidt KW 24, 2005abgeschlos-sen

System-FMEA 67

Mögliche Fehler-folge

B Möglicher Fehler


K Vermeidungs- maßnahme


E RPZ V/T

Funktion: Verzahnungsgeometrie entsprechend Zeichnung herstellen


Verwendung ei-ner metallischen Gussform Müller KW 23, 2005 abgeschlossen

7 Keine 10 700 Müller Schmidt KW 23, 2005 - KW 24, 2005abgeschlos-sen


Schmutzabwei-sende Oberflä- chenbeschich-tung aufbringen Schmidt KW 32, 2005 nicht umgesetzt

[Spritzguss-form] <Negativ für Verzahnungs-geometrie dar-stellen> im Verzah-nungsgrund-profil ver- schmutzt

Reinigung täg-lich vor jedem Spritzgus-szyklus Müller KW 26, 2005 nicht beschlos-sen

2 Laboruntersu- chung der ers-ten 10 Zahnräder Müller KW 24, 2005 nicht umgesetzt

4 (80) Müller Schmidt KW 24, 2005 - KW 32, 2005nicht be-schlossen

Maßnahmenstand - Anfang: 13.06.2005 [Förderschne-cke] <Nachdruck bis zum Erstarren des Kunststof-fes aufrecht er-halten> Nachdruck nicht bis zum Erstar-ren des Kunst-stoffes aufrecht erhalten

Druckerhaltung 22 s nach Einspritz-vorgang (10% über mittlerer Ab- kühlzeit) Müller KW 23, 2005 abgeschlossen

1 Ermittlung der Er- starrungszeit in Versuchsreihen bei Inbetrieb-nahme Schmidt KW 24, 2005 abgeschlossen

1 10 Müller Schmidt KW 23, 2005 - KW 24, 2005abgeschlos-sen


[Herstellung des Primärzahnra- des im Spritz-gussverfahren] <Drehmoment von der Aus- gangswelle auf das Sekundär- zahnrad übertra-gen> Primärzahnrad bricht im Bereich Verzahnung

10 [Lagerlaufflä-che umspritzen] Verzahnungs- grundprofil unzureichend ausge-formt

[......] <......> ......

...... 1 ............ 1 10 Schmidt KW 24, 2005abgeschlos-sen

Abbildung 2.9.2.6-1 FMEA-Formblatt zur Prozess-FMEA

System-FMEA 68

2.10 Risiken

• mangelhafte Abstimmung zwischen Produkt und Prozess oder Kunde und Lieferant

• keine Vorgabe des Kunden für die Bedeutung • Terminplan der FMEA passt nicht zum Projektplan • Bearbeitungsumfänge nicht zum erforderlichen Meilenstein abge-

schlossen • Verantwortlichkeiten nicht eindeutig festgelegt • unvollständige oder fehlerhafte Spezifikationen • unerwartete Versuchs- bzw. Prüfergebnisse • mangelhafte Entscheidungs- oder Eskalationsvorbereitung • fehlerhafte Entscheidung der Maßnahmen • Verfügbarkeitsprobleme der FMEA-Teammitglieder • unzureichende Planung (u.a. erhöhter Kapazitätsbedarf für FMEA-

Durchführung).

2.11 Kommunikation

Nach erfolgter Risikobewertung der einzelnen potenziellen Fehlerursachen sollte eine Gesamtübersicht weiterer Optimierungspotenziale als Manage-mentinformation erstellt werden.

Ziele der Kommunikation:

• Information über getane Arbeit • Entscheidung über erforderliche Maßnahmen • Entscheidung über weiteren Optimierungsbedarf • Entscheidung, ob Risiken ausreichend abgesichert sind. Im Rahmen der Projektreviews (siehe VDA 4.3) werden diese Daten sei-tens der Gesamtprojektleitung in die Projektfortschrittsbewertung aufge-nommen.

Die Kosten für eine FMEA ergeben sich im Wesentlichen aus dem zeitli-chen Aufwand für ihre Durchführung. Dieser Aufwand ist abhängig von:

• der Art der FMEA • dem Umfang der Untersuchung (Betrachtungsgrenze) • der Gründlichkeit der Untersuchung (Betrachtungstiefe)

System-FMEA 69

• der Zielsetzung für die FMEA • der Vorgehensweise bei der Durchführung • dem erreichten Integrationsgrad • der Größe der Arbeitsgruppe • der Qualität der Vorbereitung • der Qualität der unterstützenden Werkzeuge und Hilfsmittel • der Komplexität des Produktes oder Prozesses. Nach Abschätzung des Aufwandes der FMEA ist dieser im Projektplan ein-zubringen. Der Aufwand zur FMEA ist bei der Projektzielvereinbarung im Projektplan zu berücksichtigen.

Die folgenden Maßnahmen tragen wesentlich zur Steigerung der Effizienz der Analyse bei:

• Einsatz von geschulten FMEA-Moderatoren, die für eine effektive und effiziente Durchführung des Projekts sorgen

• die richtige Zusammensetzung des Teams (siehe Punkt 3) mit Basis-wissen bzgl. der FMEA-Methode

• Zielsetzung der FMEA sowie Selektionsstrategien zur Konzentration auf Schwerpunktthemen (Zielfestschreibung, z.B. auf Deckblatt)

• Definition und Abstimmung (Kunde-Lieferant) des Betrachtungsum-fangs der FMEA und deren Schnittstellen (siehe Glossar)

• Organisation eines integrierten FMEA-Ablaufs parallel zur Entwicklung und Prozessplanung, um Doppelarbeit zu vermeiden

• Vorgehensweise während der FMEA-Durchführung festlegen • rechnerunterstützter FMEA-Ablauf • Verwendung vorhandener FMEA-Umfänge als Basis für eine neu zu

erstellende FMEA.

System-FMEA 70

3 Maßnahmenentscheidung M

Ziel: Mögliche Maßnahmen im FMEA-Team o-der durch Management entscheiden

Zeitrahmen: Während der lfd. FMEA-Sitzungen und zu den lfd. Projektsitzungen

Messgrößen: Kosten, Gewichtsbewertung, Einsatztermin, Änderungskosten, Aufwand-Nutzen

Ergebnis: Entschiedene Maßnahmen mit Ressourcen und Dokumentation der Entscheidung

Eingabe: Maßnahmen, die noch nicht entschieden sind, Aufwand, Nutzen, Machbarkeit (her-stellproportionale Kosten, Invest, Termin)

Arbeitsumfang: Entscheidungsbefugter

Arbeitsmittel: Vor- und Nachteile abwägen, Entschei-dungsmatrizen, Brainstorming, Diskussion, Eskalation usw.

Unterstützende Methoden (Regeln zu Wie?)

Was [Prozess- und Teilschritte]: Maßnahmen, die noch nicht entschieden sind, entscheiden unter Berücksichtigung von Kosten, Zeit, Stückzahl, Ressourcen und mit Betrachtung der Auswirkung auf andere Systeme und Komponenten bzw. Rückweisen der Maßnahmen zur Analyse

Risiken: Vor- und Nachteile abwägen, fehlende Kri-terien, Ressourcen, Zeit

Kommunikation: Entscheidungen dem Auftraggeber, Umset-zungsverantwortlichen und Team bekannt machen Notwendige Bedingung für die nächste Phase - definierte Aktivitäten - situative Aktivitäten.

System-FMEA 71

3.1 Ziel der Maßnahmenentscheidungsphase

Mögliche Maßnahmen, die im Team erarbeitet wurden, zur Entscheidung bringen und die dazu notwendigen Ressourcen bereitstellen (Umsetzungs-planung).

3.2 Zeitrahmen

Maßnahmen, die im Team beschlossen wurden und keine Zustimmung vom Management oder der Projektleitung erfordern, sind so einzubauen, dass diese vor dem entsprechenden Meilenstein umgesetzt werden können und die Wirksamkeit bewertet werden kann.

Maßnahmen, die der Zustimmung bedürfen, sind aufzubereiten und zur Entscheidung zu bringen, so dass diese Maßnahmen vor dem entspre-chenden Meilenstein umgesetzt werden können und die Wirksamkeit be-wertet werden kann.

3.3 Messgrößen

• Effizienz der Entscheidung • Zeitrahmen von der Eingabe bis zur Entscheidung. 3.4 Ergebnis

• Umsetzungsbeschluss der Maßnahmen und Dokumentation der Ent-scheidung und Bereitstellung der Ressourcen

• Ablehnung mit Begründung • Auftrag zur erneuten Bearbeitung • Detail-Terminplan für die Umsetzung der beschlossenen Maßnahmen • Risiko bzgl. Funktionssicherheit und Herstellbarkeit, Liefertermin. 3.5 Eingabe

Maßnahmen, die noch nicht entschieden sind, entscheiden unter Berück-sichtigung von Kosten, Zeit, Stückzahl, Ressourcen und mit Betrachtung der Auswirkung auf andere Systeme und Komponenten bzw. Rückweisen der Maßnahmen zur Analyse.

Ideen für die Maßnahmen aus dem Team.

System-FMEA 72

3.6 Arbeitsumfang

T: Teammitglieder aus dem FMEA-Team

• Information zur zu entscheidenden Maßnahme • Unterstützung bei der Ausarbeitung der Maßnahmenentscheidung. V: Verantwortlicher für Produkt, Prozess oder Projekt evtl. unter Einbeziehung von Kunde und Lieferant

• Entscheidung der Maßnahme • Freigabe der Ressourcen • Erstellen der Entscheidungsvorlage mit Kosten, Terminen • Vorbereitung der Maßnahmenentscheidung. 3.7 Arbeitsmittel

Kalkulationsprogramm zur Kostenrechnung, Simulationsprogramme, Netz-plantechnik, Projektplanungstool, Umsetzungsrisiken, Rechtsgrundlagen wie Gesetze, Normen und Vorschriften, Präsentationstechniken.


Entscheidungsmatrizen, Diskussion usw.


• Kostenbewertung und Umsetzungsbewertung • Entscheidungsprämissen darstellen • Alternativen aufzeigen • Planung der Umsetzung • Auswirkungsbetrachtung der Maßnahmenumsetzung • Risikobetrachtung zur Maßnahmenentscheidung • Entscheidungsvorlagen erarbeiten incl.

• Ziele, Kosten • Machbarkeit • Umsetzungszeit, • Empfehlung geben • Entscheidung treffen • Dokumentation der Entscheidung mit Grundlagen.

System-FMEA 73

3.10 Risiken

Welche Risiken können im Prozess Maßnahmenentscheidung auftreten:

• Ziel unklar definiert • unzureichende oder falsche Eingaben • Ergebnis zu spät oder unzureichend • zu wenig Ressourcen zugeordnet • nicht alle Beteiligte eingebunden • falsche Prämissen • unzureichende Kommunikation. 3.11 Kommunikation

Nach erfolgter Maßnahmenentscheidung sollte eine Gesamtübersicht mit Verantwortlichen, Termine und Ressourcen für die Umsetzung und eine Managementinformation erstellt werden.

Ziele der Kommunikation

• Information über entschiedene Maßnahmen, • Entscheidung über weiteren Optimierungsbedarf, • Entscheidung, ob Risiken ausreichend abgesichert sind.

System-FMEA 74

4 Umsetzung U

Ziel: Maßnahmen umsetzen und Wirksamkeit bewerten

Zeitrahmen: Ab Maßnahmenentscheid bis zur Neube-wertung der abgeschlossenen Maßnahme

Messgrößen: Erfüllungsgrad, Reifegrad, Budgeteinhal-tung

Ergebnis: Wirksamkeit der umgesetzten Maßnahmen mit deren Dokumentation

Eingabe: Entschiedene Maßnahmen mit Ressourcen

Wer: Verantwortliche für die Umsetzung der ent-schiedenen Maßnahmen. Anschließende Bewertung der Wirksamkeit im FMEA-Team

Arbeitsmittel: Projektmanagement, Umsetzungspläne, Terminpläne, Arbeitspläne, Reviews

Unterstützende Methoden (Regeln zu Wie?)

Was [Prozess- und Teilschritte]: Entschiedene Maßnahmen umsetzen, ggf. Verifizieren und Validieren unter Berück-sichtigung von Veränderungen, bzw. Rück-weisen der Maßnahmen zur Analyse, Moni-toren der Umsetzung der Maßnahmen und Reviews durchführen

Risiken: Fehlende Ressourcen, Informationsmana-gement und Methoden, organisatorische Risiken

Kommunikation: Reviewtermine zur Maßnahmenverfolgung Notwendige Bedingung für die nächste Phase - definierte Aktivitäten - situative Aktivitäten.

System-FMEA 75

4.1 Ziel der Umsetzungsphase

In der Umsetzungsphase wird die Umsetzung der einzelnen Maßnahmen terminlich verfolgt und eine Neubewertung durchgeführt. Haben die Maß-nahmen den erwarteten Erfolg gebracht, ist diese Maßnahme abgeschlos-sen. Im anderen Fall müssen weitere Maßnahmen angestoßen, terminlich verfolgt und neu bewertet werden.

4.2 Zeitrahmen

Die Umsetzungsphase beginnt nach der Definition von Maßnahmen und deren Verantwortlichen und endet, wenn alle Maßnahmen umgesetzt sind und die Ergebnisse akzeptiert wurden.

Die definierten Termine müssen in den Rahmen des Projektplans passen.

4.3 Messgrößen

Zu festgelegten Zeitpunkten, die sich z.B. Kundenvorgaben, Projektvorga-ben, Meilensteine, Freigaben, vereinbarte FMEA-Reviewtermine richten, sind der Maßnahmenstand und die Abarbeitung der Maßnahmen mit Soll/Ist-Vergleich darzulegen.

4.4 Ergebnis

Alle definierten Maßnahmen sind abgeschlossen. Die anschließende Be-wertung des verbleibenden Risikos ist durchgeführt und als akzeptabel be-wertet worden.

Die durchgeführten Arbeiten müssen in einem Abschlussbericht zusam-mengefasst werden. Inhalte des Berichtes sind u.a.:

• Ziel des FMEA-Projektes • Vorraussetzungen, Hilfsmittel, Teilnehmer, Terminrahmen • Zusammenfassung der wichtigsten Erkenntnisse • verbleibende Risiken, Freigabeempfehlung.

System-FMEA 76

4.5 Eingabe

Die im Kapitel 3 beschriebenen, definierten Maßnahmen, die im Rahmen des Projektes verabschiedet sind, mit den entsprechenden Verantwortli-chen.

4.6 Arbeitsumfang

FMEA-Team (Kernteam, Methodiker und Experten)

V: Verantwortlicher für das FMEA-Projekt

• überwacht die termingerechte Umsetzung der definierten Maßnahmen • beruft das FMEA Team zur Bewertung der umgesetzten Maßnahmen

ein • erstellt und verteilt den Abschlussbericht • gibt die entsprechende Empfehlung für Freigaben. M: Methodenspezialist

• führt die Teamsitzungen • verantwortet die methodische Durchführung • dokumentiert die Besprechung. T: Teammitglieder

• geben ihre Erfahrungen für die Bewertung des verbleibenden Restrisi-kos wieder

• sind mit den Experten für die richtige Einschätzung des Restrisikos verantwortlich.

E: Experten

• unterstützen die Teammitglieder bei der Bewertung des verbleibenden Risikos

• Darstellung der durchgeführten Maßnahmen.

System-FMEA 77

4.7 Arbeitsmittel

Tools zur Maßnahmenverfolgung und Neubewertung der verbleibenden Ri-siken

• Umsetzungspläne • Terminpläne • Arbeitspläne. 4.8 Unterstützende Methoden

• Projektmanagement • Review. 4.9 Prozess- und Teilschritte

4.9.1 Maßnahmenverfolgung

Bei der Erstellung der FMEA wurden entsprechend der aufgezeigten Risi-ken verschiedene Maßnahmen definiert und beschlossen. Diese Maßnah-men haben einen Termin, zu dem diese abgeschlossen sein müssen. Die-ser Termin ist mit den Projektrahmenterminen vereinbar und wird in der Umsetzungsphase überwacht.

Der Verantwortliche für die Maßnahme sorgt für die termingerechte Umset-zung der Maßnahmen.

4.9.2 Neubewertung des verbleibenden Risikos

Die durchgeführten Maßnahmen müssen bzgl. ihrer Wirksamkeit neu be-wertet werden. Falls das verbleibende Risiko zu groß ist, müssen weitere Maßnahmen definiert werden. Sind die neu definierten Maßnahmen nicht mit dem Projektrahmen vereinbar (Kosten/Termine/Qualitätsziele), muss der in Kapitel Maßnahmenentscheidung beschriebene Eskalationsweg ein-gehalten werden. Diese Iterationsschleife kann je nach Projekt mehrmals durchlaufen werden.

System-FMEA 78

4.9.3 Zusammenfassung des FMEA Projektes

Erstellung eines Abschlussberichtes mit eventuell notwendigen Freigabe-empfehlungen.

4.10 Risiken

• nicht eingehaltene Termine • bekannte Terminprobleme nicht eskaliert • fehlenden Ressourcen im Projekt • fehlendes Informationsmanagement und Methoden • organisatorische Risiken. 4.11 Kommunikation

Nach Abschluss der Umsetzungsphase bzw. bei Überschreiten des Termin-rahmens bzw. des Kostenrahmens muss eine entsprechende Management-information (Abschluss-/Zwischenbericht zur FMEA) vom FMEA-Verant-wortlichen erstellt werden.

Ziele der Kommunikation:

• Information über die durchgeführte Arbeit • Entscheidung über erforderliche Maßnahmen • Entscheidung über weiteren Optimierungsbedarf • Entscheidung, ob Risiken ausreichend abgesichert sind. Im Rahmen der Projektreviews (siehe VDA-Band, Projektplanung/-manage-ment) werden diese Daten seitens der Gesamtprojektleitung in die Projekt-fortschrittsbewertung aufgenommen.

System-FMEA 79

5 Kommunikation K

Ziel: FMEA-Ergebnisse präsentieren, Abnahme durch Auftraggeber, wieder verwendbares Wissen schaffen

Zeitrahmen: Projekt begleitend zu den definierten Mei-lensteinen im Projektplan und nach Projek-tende bis zum festgelegten Zeitpunkt (ge-setzlich, kundenspezifisch, usw.)

Messgrößen: Umfang der Nutzung für weitere FMEAs bzw. Varianten

Ergebnis: Dokumentation, bedarfsgerechter Kommu-nikationsfluss, aufbereitete und wieder ver-wertbare Information

Eingabe: Ergebnisse aller vorhergehenden Phasen und deren Dokumentation

Wer: FMEA-Team mit dem Koordinator für Cor-porate Memory

Arbeitsmittel: Medieneinsatz, Wissensmanagement-Sys-teme

Unterstützende Methoden: Systematische Visualisierung, Präsentati-onstechniken, Datenbank, Kommunikati-onstechniken

Was [Prozess- und Teilschritte]: FMEA-Ergebnisse vorstellen, bewerten, freigeben, pflegen, Erfahrungen aufberei-ten, Wissen transferieren

Risiken: Datensicherheit, Informationsflut ist nicht zu bewältigen, mangelnde Aufbereitung, fehlende Aktuali-tät, „Verfallsdatum" für Informationen ist nicht definiert

Kommunikation: Präsentation der FMEA extern und intern.

System-FMEA 80

Tell me and I forget, teach me and I remember, involve me and I learn. Benjamin Franklin

Der Satz Bacons von Verulam (1561-1626) "Wissen ist Macht" gilt mehr denn je. In der Wirtschaft wird Wissen als das wichtigste Kapital und als zentraler Wirtschaftsfaktor bezeichnet. Andererseits klagen Experten über enorme Verluste, die auf den unzureichenden Umgang mit Wissen zurück-zuführen sind. Diese und weitere Aspekte unterstreichen, dass Wissens-management, insbesondere die zielorientierte Kommunikation des Wis-sens, auch für FMEA-Projekte ein wichtiger Bestandteil ist.

Es wird auch deutlich, dass der Mensch als Wissensträger im Fokus steht, denn er ist für das Finden, Verarbeiten und Anwenden von Daten und Informationen verantwortlich. Ob das gesammelte Wissen des FMEA-Projekts für das Unternehmen genutzt wird oder wieder von der Tagesordnung verschwindet, hängt davon ab, ob und wie das neu erworbene Wissen im Unternehmen kommuniziert, verteilt und genutzt wird. Die Notwendigkeit des Faktors Wissen, in der Funktion als zentraler Aspekt im Entwicklungs- und Produktionsprozess, machen das Verteilen und Nutzen von Informationen zum Ausbau von Wettbe-werbsvorteilen immer dringlicher.

System-FMEA 81

5.1 Ziel der Kommunikationsphase

Mit Hilfe eines effektiven Wissensmanagements wird das vorhandene Wis-sen der einzelnen Mitarbeiter aus dem FMEA-Projekt zusammengeführt und für die gesamte Organisation, ggf. auch Lieferanten und Kunden, nutz-bar gemacht sowie vermittelt und verteilt. Im Einzelnen werden dabei fol-gende Ziele erreicht:

• Informationen finden, aufnehmen, verarbeiten, reflektieren, bewerten • Wissensinhalte an andere weitergeben, vermitteln, verteilen • Wissensinhalte mit anderen kooperativ austauschen und gegenseitig

ergänzen • Wissen anwenden, in Handeln umsetzen und bewerten • FMEA-Ergebnisse präsentieren • „Wissenspflege“ (wie Aktualisierung, Eliminierung, Strukturierung)

betreiben • wieder- und weiter verwendbares Wissen schaffen • Abnahme durch Auftraggeber. 5.2 Zeitrahmen

Parallel zu den einzelnen Phasen, insbesondere nach Projektende.

5.3 Messgrößen

• Anzahl der Zugriffe auf die Datenbank • Rückfragen bzgl. der Ergebnisse • Aktualität der Informationen • Einbringung in Arbeitsunterlagen (Konstruktionsrichtlinien, Qualitäts-

vorschriften, Prüfanweisungen, Prozessvorschriften usw.) • Anzahl von KVP-Projekten (Kontinuierlicher Verbesserungsprozess)

aufgrund der neuen FMEA-Erkenntnisse. 5.4 Ergebnis

• Dokumentation und aufbereitete Information • Sensibilisierung der Mitarbeiter, Lieferanten und Kunden bzgl. der Risi-

ken • erweitertes Verständnis für die Probleme und Betrachtungsweisen an-

derer Schnittstellen

System-FMEA 82

• Wissenspflege und Wissensverteilung • Präsentation von FMEA-Umfängen • bereitgestellte Informationen zur Nutzung von Synergieeffekten. 5.5 Eingabe

Ergebnisse aller vorhergehenden Phasen und deren Dokumentation sowie die Resultate aus den Rückfragen und Datenbankzugriffen.

Neue Erkenntnisse bzw. Input (intern oder extern) bzgl. Normen, Kunden-vorgaben etc.

5.6 Arbeitsumfang

FMEA-Koordinator, IT-Koordinator (z.B. Intranet) für alle Mitarbeiter mit Zugriffsrecht und ggf. mit Lieferanten und Kunden.

V: Verantwortlicher für das FMEA Projekt

• Festlegung der Kommunikationswege und –zyklen mit dem Kunden (intern und extern) bzw. Lieferanten

• Informationen aufbereiten und dokumentieren • Koordinierung und Freigabe der Informationsinhalte • Ergebnisse aufbereiten, dokumentieren und präsentieren • Wissenspflege (wie Aktualisierung, Eliminierung, Strukturierung) betrei-

ben • Feedbacksystematiken festlegen M: Methodenspezialist

• Unterstützung beim Sammeln von Informationen • Mitwirkung bei der Informationsgenerierung • Aufbereitung von Informationen bzgl. Fehlinterpretation • Transfer der Informationen zu anderen FMEA-Spezialisten • Einbringen von Informationen aus vergleichbaren Projekten

System-FMEA 83

T: Teammitglieder

• Wissensinhalte an die eigenen Mitarbeiter weitergeben, vermitteln und verteilen

• Umsetzungsergebnisse bzgl. der eigenen Prozesse den Prozessver-antwortlichen besprechen und darstellen

• Sensibilisierung der Mitarbeiter, Lieferanten und Kunden bzgl. der Risi-ken bezogen auf die eigenen Prozesse

• Sicherstellung der Informationen aus der FMEA sowie die Wissens-pflege und -aufbereitung im eigenen Bereich

E: Experten

• Unterstützung beim Sammeln von Informationen • Beschaffung von zusätzlich oder ergänzenden benötigten Informatio-

nen zu Spezialthemen des Informationsaustausches • Beschaffung von benötigten Informationen über vorhandene Kommu-

nikations- und Informationswege • Mitwirkung bei der Durchführung von Informationsabläufen und -vertei-

lung 5.7 Arbeitsmittel

Medieneinsatz, Wissensmanagement-Systeme, Dokumentationssysteme, FMEA-Begleitdokumente, Intranet, Informationswände, Meetings.


Systematische Visualisierung, Präsentationstechniken, Datenbank, Kom-munikationstechniken.

Festlegung der Verteilungsstrategie nach der Push-Strategie (Bringschuld z.B. interne Kunden) oder/und nach der Pull-Strategie (Holschuld – externe Kunden ).

System-FMEA 84


• Aufbereitung und Speicherung der gelieferten Daten • Erstellung der Präsentationsunterlagen und Präsentation (intern/extern) • Datenbank mit aktuellen, evtl. versionisierten Erkenntnissen vervoll-

ständigen • Beantwortung der Rückfragen • Messgrößen erfassen und auswerten • Festlegung der Informationsweitergabe • Verfolgung und Projektierung der daraus resultierenden Aktivitäten. 5.9.1 Wissen

Wissen kommunizieren

Die gezielte Kommunikation von Wissen ist eine zwingende Voraussetzung, um isoliert vorhandenes Wissen einzelner Mitarbeiter für die gesamte Or-ganisation nutzbar zu machen. Ohne die Kommunikation der Erkenntnisse aus dem FMEA-Projekt und deren Umsetzung im organisatorischen Umfeld des Unternehmens kann kein optimaler Nutzen aus dem FMEA-Projekt ge-zogen werden. Die Kommunikation von Wissen kann sowohl nach dem Push-Prinzip (Bringschuld) als auch nach dem Pull-Prinzip (Holschuld) er-folgen.

Holschuld-Modell

Beim Holschuld-Modell definiert der Nutzer seinen Wissensbedarf selbst, d.h. Wissen wird in Eigenverantwortung bei den Stellen angefordert, die über das benötigte Wissen verfügen. Das setzt voraus, dass Wissen passiv vorgehalten wird und dass darauf über leistungsfähige Suchmechanismen zugegriffen werden kann.

Dieses Modell setzt nicht nur technische Hilfsmittel wie Wissensdatenban-ken und Suchmaschinen voraus, sondern auch die Fähigkeit des Mitarbei-ters, intelligent zu suchen und zu selektieren. Da nicht jeder Mitarbeiter Zugriff auf das gesamte Wissen benötigt, ist es gerade in größeren Unter-nehmen wichtig, bedarfsgerechten Zugang zu den Wissensbeständen zu ermöglichen („need to know“). Für das Holschuld-Modell geeignete Infra-strukturen sind Intranet, Datenbanken oder Wissensgemeinschaften, die eine reibungslose Kontaktaufnahme zwischen Wissensanbieter und -nutzer ermöglichen.

System-FMEA 85

Bringschuld-Modell

Das Bringschuld-Modell basiert auf den definierten Wissenszielen und ist ein zentralistisches, entlang der Hierarchieebenen ausgerichtetes Modell. Der FMEA-Projektleiter stellt dem Mitarbeiter das Wissen zur Verfügung, das er für seine Aufgabe benötigt. Für die gezielte Verteilung von Wissen im Sinne einer Aus- und Weiterbildung ist dieses Modell sehr geeignet, denn das Wissen wird auf einem standardisierten Weg von oben nach un-ten weitergegeben. Der wesentliche Nachteil liegt jedoch darin, dass sich Wissensbedürfnisse und die notwendigen Kontextinformationen sehr schnell verändern können. Zudem ist eine systematische Verteilung von Wissen deswegen schwierig, weil vorab bekannt sein müsste, wer welche Informationen zu welchem Zeitpunkt benötigen wird.

5.9.2 Wissen nutzen

Ein zentraler Faktor der FMEA ist die Zusammenführung von Expertenwis-sen zur Optimierung des aktuellen und auch zukünftigen Entwicklungsauf-wands. Entscheidend ist dabei sicherzustellen, dass vorhandenes Wissen aktiv von Anderen als Informationsquelle genutzt wird, um Informationsdefi-zite zu beheben.

Wissen gilt als bedeutendes Element in einem temporär und situativ abhängigen Prozess. Daher sind bei der Speiche-rung von Wissensobjekten stets die in-haltlichen und zeitlichen Kontexte als projektbezogene Metadaten mit abzule-gen. Auch beim späteren Wiederabru-fen sind die Zusammenhänge, in denen das Wissen gültig und schlüssig ist, zu berücksichtigen. Somit können verän-derte Bedeutungen durch abweichende Interpretationen und Zusammen-hänge vermieden werden.

Damit dieses Wissen genutzt werden kann, muss es ständig präsent gehal-ten werden sowie organisiert und strukturiert abgelegt und verteilt werden. Wissen, das nicht bedarfsgerecht kommuniziert wird und auf das der Mitar-beiter schwer zugreifen kann, ist praktisch nicht existent.

Die Kommunikation kann in Gesprächsrunden und Projektgruppen sowie mit Hilfe von Datenbanken betrieben werden. Entscheidend dabei ist, dass

System-FMEA 86

die Informationen so bereitgestellt werden, dass sie für Mitarbeiter, die nicht an der Erstellung der FMEA beteiligt waren, als Quelle für eine weitere Wissensgenerierung dienen können. Das Wissen fließt nicht nur in Risiko-betrachtungen ein, sondern kann auch genutzt werden für:

• Produkt- und Prozessinformationen • Testdaten bzw. Testprozeduren • Projektpläne etc. Besonders in internationalen Großprojekten, wie in der Automobilindustrie, ist eine strukturiert aufgebaute Wissenskommunikation zum unverzichtba-ren Hilfsmittel für die Optimierung der Systeme, Produkte und Prozesse geworden.

Probleme beim Verteilen und Nutzen von Wissen

Wissen zu teilen widerspricht im Grunde unserer Kultur. Die Ursachen dafür sind in psychologischen wie strukturellen Barrieren zu finden:

Die psychologischen Barrieren beruhen oft auf der Angst vor dem Verlust des erarbeiteten Territoriums in Form eines Expertenstatus.

Die Vernetzung des Wissens und seiner Träger erlaubt die gleichzeitige Nutzung des Wissens an zahlreichen Stellen des Unternehmens. Dieser übergreifende Vorteil muss für alle Beteiligten heraus-kristallisiert werden, um damit verbun-dene Ängste offensiv abzubauen.

Es bedarf auch der Sicherstellung, dass das Wissen über Fachbereichsgrenzen hinweg verteilt und aktiv genutzt werden kann und nicht aufgrund struktureller Barrieren brach liegt. Wird Wissen nicht kollektiviert, entstehen oft Probleme wie beispielsweise, dass die Er-kenntnisse aus der Prozess-FMEA eines Projekts nicht mit denen weiterer Entwicklungen abgeglichen werden. Der Kreislauf des Wissens wird unter-brochen und die Wiederholung erfolgreicher Vorgänge durch mangelnde Kommunikation verhindert.

System-FMEA 87

5.9.3 Information und Kommunikation

Im Rahmen eines FMEA-Projekts müssen Informationen ständig ausge-tauscht werden. Als wichtige Grundlage für die optimale Durchführung des Informationsaustausches in einem FMEA-Projekt wird eine elektronische Datenablage eingesetzt.

Information und Kommunikation bedingen einander, sind jedoch eindeutig begrifflich getrennt. Informationen sind die Objekte der Kommunikation. Der Kommunikationsbegriff ist so allgemein gehalten, dass nicht nur die Kom-munikation zwischen Menschen, sondern auch die Kommunikation zwi-schen Menschen und Prozessen wie auch nur zwischen Prozessen einbe-zogen werden kann.

Für das FMEA-Projekt versteht man unter Kommunikation alle organisatori-schen Regelungen, die den Informationsaustausch von Erkenntnissen durch Senden, Empfangen, Speichern und Verarbeiten festlegen. Zur Über-mittlung von Informationen sind folgende Teilaspekte erforderlich:

• ein Sender zur Abgabe von Informationen • ein Empfänger zur Aufnahme von Informationen • eine Speicherung, wenn die Informationen nicht sofort verwertet wer-

den können • eine Umwandlung, d.h. eine Verarbeitung der Informationen. In einem FMEA-Projekt werden Risikobewertungen durchgeführt, welche sich auf den Einkauf, die Entwicklung, die Produktion und die Zulieferer erstrecken. Analog dazu entstehen formal bezogene Aufgaben der Ent-scheidung, Planung, Kontrolle und Verwaltung dieser Risiken. Da die In-formationen erst dann für ein FMEA-Projekt wertvoll sind, wenn sie an die Stelle gelangen, wo der Beitrag für die Aufgabenerfüllung einfließen muss, ist die Kommunikation eine Grundvoraussetzung für die Zusammenarbeit aller am Leistungsprozess beteiligten Stellen. Durch das Senden, Empfan-gen, Speichern und Verarbeiten von Informationen wird die Voraussetzung dafür geschaffen.

Zu einer optimalen Aufgabenerfüllung reicht demnach keinesfalls nur eine Festlegung von Stellen, Abteilungen und Instanzen, sondern in gleicher Weise müssen auch für die Kommunikation Regeln in einem FMEA-Projekt getroffen werden. Als Ergebnis muss festgehalten werden, dass Information und Kommunikation von größter Bedeutung für ein FMEA-Projekt sind, da ohne sie das oberste Ziel, die Risikominimierung, nicht erreicht werden kann.

System-FMEA 88

5.9.4 Informationssysteme

Die generelle Zielsetzung von Informationssystemen ist es, die richtigen In-formationen zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort in adäquater Form be-reitzustellen. Dazu müssen zunächst die Daten erfasst, gespeichert, zu In-formationen verarbeitet und dann zur Verfügung gestellt werden. Diese Vorgänge werden mit Hilfe von IT-gestützten Systemen durchgeführt. Rele-vante Bestandteile eines FMEA-Informationssystems sind:

• Datenbanken: Sammlung organisierter Daten für bestimmte Zwecke (z.B. Datenbank für die Schadensanalyse)

• Methodenbanken: Sammlung programmierter Methoden, die im FMEA-Prozess eingesetzt werden können (z.B. Algorithmen und statistische Verfahren)

• Modellbanken: Analyse- und Entscheidungsmodelle (z.B. Modell zur Simulation eines Schadenszenarios).

Ein geeignetes FMEA-Informationssystem soll somit einen reibungslosen Informations- und Kommunikationsfluss zwischen allen beteiligten Funktio-nen sicherstellen. Es erfasst und verarbeitet Daten, z.B. Maßnahmen der FMEA.

Entsprechend den individuellen Bedürfnissen der Projekte variieren die An-forderungen an ein FMEA-Informationssystem. Die Ermittlung der Anforde-rungen ist ein zentrales Problem bei der Auswahl bzw. Entwicklung eines FMEA-Informationssystems. Es lassen sich einige grundlegende Anforde-rungen definieren:

• flexibler Aufbau mit Erweiterungsmöglichkeiten • Verfügbarkeit eines integrierten Datenbestandes durch geeignete

Schnittstellen • Verfügbarkeit von aktuellen Daten zu jedem beliebigen Zeitpunkt • Unterstützung verschiedener Sichten auf den Datenbestand • Bereitstellung und Verdichtung von Daten auf beliebigen Verdichtungs-

ebenen • schnelle und flexible Simulationsmöglichkeiten • individuelle Gestaltung von Berichten • ausgereifte Präsentationsmöglichkeiten.

System-FMEA 89

Optimalerweise sollte ein FMEA-Informationssystem in die bestehende IT-Landschaft eines Unternehmens integriert sein und über passende Schnitt-stellen zu anderen Bestandteilen des betrieblichen Informationssystems, z.B. zur Produktionsplanung, verfügen. Das System muss daneben über geeignete Kommunikationsschnittstellen, z.B. E-Mail, verfügen, um den In-formations- und Kommunikationsfluss zwischen den am FMEA-Projekt be-teiligten Funktionen, Fachabteilungen oder Unternehmen sicherstellen zu können. Das FMEA-Informationssystem sollte flexibel aufgebaut sein, so dass es entsprechend den kontinuierlichen Entwicklungs- und Prozessver-änderungen angepasst werden kann.

5.10 Risiken

Die Kommunikation von firmeninternem Know-how, das in einer FMEA zu-sammengeführt wird, weist unterschiedliche Problematiken auf, für die das gesamte FMEA-Team sensibilisiert werden muss:

• Know-how Verlust • Datensicherheit im Rahmen der Produkthaftung • Verantwortlichkeiten nicht eindeutig festgelegt • Kommunikationsprobleme (Kunden-/Lieferantenbeziehung, Entwick-

lung/Fertigung) • fehlende Präsentations- und Verteilungsmedien • Terminprobleme • Verfügbarkeit der Daten • unvollständige oder fehlerhafte Informationen • mangelnde Aufbereitung • Informationsflut • Aktualität fehlt • „Verfallsdatum" für Informationen ist nicht definiert. 5.11 Kommunikation

Insgesamt ist bei der Kommunikation von Wissen, das in eine FMEA hinein und aus einer FMEA heraus fließt, große Sorgfalt geboten. Fehlinterpretati-onen muss ebenso entgegen gewirkt werden wie dem Missbrauch von kommunizierten Inhalten. Darüber hinaus soll dem Zweck der Kommunika-tion trotzdem Folge geleistet werden, nämlich das Wissen mit Hilfe von un-terstützenden Systemen zielorientiert zu verteilen, um es gewinnbringend einsetzen zu können.

System-FMEA 90

6 Kostenbetrachtung zur FMEA

6.1 Ziel der Kostenbetrachtung

Ein Qualitätsmanagementsystem sollte möglichst wirtschaftlich arbeiten. Da in der Regel Maßnahmen zur Erhöhung der Kundenzufriedenheit mit Mehrkosten ver-bunden sind, muss sich auch ein gewinn-bringender Nutzen einstellen.

Es ist wichtig, die Kundenforderungen an die Qualität eines Produktes und einer Leistung zu kennen. Werden die Erwar-tungen der Kunden erfüllt, so reagieren diese zufrieden. Übertrifft man sogar diese Erwartungen, so kann man Begeis-terung erzeugen. Die Nichterfüllung der Forderungen hingegen erzeugt Re-klamationen, Mehraufwand, Unzufriedenheit und führt zu Marktverlusten.

Welche Kosten entstehen durch eine FMEA?

• Aufwand für eine System- und Risikoanalyse • Aufwand für die Maßnahmen. Was bringt die FMEA?

Der Vorteil bei der Anwendung der FMEA ist schwer messbar, weil

• der Fehlleistungsaufwand ist schwer erfassbar ist, • die Einsparungen und Umsatzsteigerungen mit Wahrscheinlichkeiten

behaftet und unbekannt sind, • der Erfolg erst nach mehreren Bilanzperioden messbar ist. Die prinzipiellen Vorteile sind bekannt, jedoch sind die monetären Auswir-kungen bzw. die Rentabilität als Managementinformation schwer nachweis-bar.

System-FMEA 91

Was kostet eine FMEA?

Qualitätsbezogene Kosten sind alle Aufwendungen eines Unternehmens zur Erstellung einer betrieblichen Leistung. Diese Aufwendungen werden vorwiegend durch die an das Unternehmen gerichteten Qualitätsforderun-gen verursacht.

Durch die Erfassung der Qualitätskosten werden finanzielle Einflüsse der Qualität dargestellt.

Ein Ansatz für qualitätsbezogene Kosten basiert auf Übereinstimmungskos-ten (Konformitätskosten) und Abweichungskosten (Nichtkonformitätskosten).

Übereinstimmungskosten fallen für alle Aktivitäten an, die zum dauerhaften Abstellen von Fehlern und zur Vermeidung von Fehlerrisiken durchgeführt werden. Dies sind die bekannten Fehlervermeidungskosten und die Prüf-kosten, die geplant sind und eine positive Investition in die Qualität darstellen.

Die Abweichungskosten entsprechen im Wesentlichen den Aufwendungen für Blind- und Fehlleistungen. Sie berücksichtigen z.B. auch die Abwande-rungskosten.

Abweichungskosten, bzw. die Kosten für Nichtqualität, geben eine eindeuti-ge Zielrichtung vor. Um aus den Abweichungskosten eine auf die Zukunft gerichtete präventive Strategie abzuleiten, reicht das Erfassen der Kosten alleine nicht aus.

In der Regel weisen die Übereinstimmungskosten keinen unmittelbaren Produktbezug auf, sondern haben überwiegend den Charakter der Ge-meinkosten. Die Abweichungskosten werden als Fehlleistungsaufwand bzw. als entgangener Gewinn definiert.

Fazit

Der Einsatz präventiver Systeme ist zunächst mit einem zusätzlichen Be-darf an Zeit und Kosten verbunden. Dieser Aufwand verringert aber mit ei-ner gewissen Zeitverzögerung zu einem erheblichen Teil die Gesamtkosten des Unternehmens.

System-FMEA 92

Daraus ergeben sich folgende Begriffspaare:

Übereinstimmungskosten (Konformitätskosten)

Abweichungskosten (Nicht-konformitätskosten)

• Kosten zur Fehlerabstellung

Qualitätslenkungskosten

ereignisorientierte Kosten Prüfkosten Sortierkosten Lohnkosten Materialkosten Werkzeugkosten

• Kosten für Fehlleistung

Interne Fehlerkosten Ausschuss Nacharbeit Aussortieren erneute Prüfung

Externe Fehlerkosten Imageverlust Mängelrüge Rücksendungskosten Gewährleistung und Ku-

lanz Kundenabwanderung Produkthaftung entgangene Erlöse

• Kosten zur Fehlervermei-

dung

Qualitätsplanung, Fehler-vermeidungskosten, geplante Prüfkosten, Mess-mittel, Methodentraining, Qualitätsaudit

• Kosten für Blindleistung

Zwischenlager, Umpackkosten

Daraus ergibt sich, dass die Abweichungskosten verfolgt und vermieden werden müssen. Dagegen sind die Übereinstimmungskosten notwendig und wichtig für die Realisierung der Leistung und den Erhalt der Forderun-gen an das Produkt.

System-FMEA 93

6.2 Fehlerkosten und deren Bedeutung

Fehlervermeidung ist ein wesentlicher Ansatz der FMEA. Es gilt, sowohl die internen als auch die externen Fehlerkosten nachhaltig zu reduzieren.

Um die Bedeutung dieser Kosten zu erfassen, werden diese in Beziehung zu anderen betriebswirtschaftlichen Kenngrößen wie Umsatz, Herstellkos-ten oder Gewinn der jeweiligen Produkte gesetzt.

Daraus ergibt sich, dass die empfohlenen Maßnahmen im Rahmen einer durchgeführten FMEA auch betriebswirtschaftlich sinnvoll sein müssen.

6.3 Kostenveränderung durch FMEA

Potenzielle Fehler- und Fehlerfolgekosten sind von den Beteiligten im Rahmen einer FMEA-Betrachtung oftmals nur sehr schwer zu ermitteln. Häufig sind diese Kosten nicht genügend transparent und somit dem ein-zelnen FMEA-Projekt nur schwer zuzuordnen. Dagegen lassen sich die Aufwendungen für die Realisierung notwendiger Maßnahmen leicht ermit-teln.

Die Berücksichtigung des Imageverlustes macht die Kostenbewertung in einzelnen Branchen schwierig, obwohl bekannt ist, dass sich Rückrufaktio-nen oder negative Qualitätsbewertungen bei veröffentlichten Produkttests folgenschwer auf die Umsatz- und damit Ergebnisentwicklung eines Unter-nehmens auswirken können.

Eine kostenmäßige Bewertung der FMEA ist trotz dieser Schwierigkeiten unerlässlich. Dem Management wird hierdurch deutlich aufgezeigt, welche betriebswirtschaftlichen Risiken auf ein Unternehmen zukommen können und wie diese Risiken mit geringem finanziellem Aufwand zu vermeiden sind.

Die Wirtschaftlichkeit einer FMEA ist umso größer, je höher die

• Stückzahl pro verkaufte Einheit ist, • Kosten zur Behebung des jeweiligen Fehlers sind, • Garantie- und Kulanzkosten des Vorgängersystems waren.

System-FMEA 94

Kostenveränderung durch FMEAH

öhe

der Q

ualit

ätsk

oste

n in

%

heute morgen

Fehlerkostenextern (GuK)


intern

intern

Prüfkosten

Prüfkosten Fehlerver-

(präventiv)Fehlerver-meidungskosten

meidungskosten

Kosten-senkung

Kosten-Nutzen-AnalyseKostenveränderung durch FMEA

Höh

e de

r Qua

lität

skos

ten

in %

heute morgen



intern

intern

Prüfkosten

Prüfkosten Fehlerver-

(präventiv)Fehlerver-meidungskosten

Kosten-senkung

Abbildung 6.3-1 Kostenveränderung durch FMEA

Für externe Fehlerkosten, das sind im Wesentlichen die Garantie- und Ku-lanzkosten (GuK), welche durch vereinzelt auftretende Fehler mit geringen Folgekosten im Feld entstehen, ist eine FMEA, ohne Berücksichtigung der „Soft-Facts“, nicht immer wirtschaftlich durchzuführen.

Zur Steigerung der Kundenzufriedenheit und zur Realisierung der „Null-Fehler-Strategie“ ist die Durchführung einer FMEA jedoch unumgänglich. Somit bieten sich als Anwendungsfelder besonders alle neuen und innova-tiven Produkte und Prozesse an. In kurzer Zeit kann hier mittels der FMEA eine Reduzierung der Garantie- und Kulanzkosten herbeigeführt und gleichzeitig die Amortisierung der Methodenanwendung realisiert werden.

Voraussetzung für allgemeine Kostenaussagen beim Einsatz präventiver Qualitätsmethoden wie der FMEA-Methode ist eine ganzheitliche Betrach-tungsweise der Kosten über die gesamte Prozesskette, von der Entwick-lung über die Produktion bis zum Endverbraucher.

System-FMEA 95

Abb. 6.3-2 macht deutlich, dass die Investition in präventive Qualitätssiche-rung bei Entwicklung und Produktion die Garantie- und Kulanzkosten er-heblich reduziert.

Kostenwirkung von Investitionen in der PräventionKosten-Nutzen-Analyse

ProduktionEntwicklung

Garantie-u. Kulanz-

kosten

Produktion

Investitionenim präventiven

Qualitäts-management

Kosten-reduktion

Garantie-u. Kulanz-

kosten

Kostensenkung

ProduktionEntwicklung

Garantie-u. Kulanz-

kosten

Produktion

Investitionenim präventiven

Qualitäts-management

Kosten-reduktion

Garantie-u. Kulanz-

kosten

Kostensenkung

Inve

stiti

onen

Kos

tens

enku

ng

Abbildung 6.3-2 Investition in Prävention

Die Kosten der Methodenanwendung für die Prävention fallen prinzipbe-dingt schon in den frühen Phasen der Produktentwicklung an, siehe Abb. 6.3-3. Diese Aufwendungen sind im Vergleich zum enormen Einsparungs-potenzial, das sich aus der Reduktion des Fehlleistungsaufwands ergibt, gering. Vor allem in Zeiten der Kapitalknappheit fällt es dem Topmanage-ment schwer, eine durchgängige Prävention zu unterhalten.

Die prinzipiellen Vorteile sind bekannt, aber die monetäre Auswirkung und die Rentabilität als Managementinformation sind schwer nachweisbar.

Dies hat mehrere Gründe:

System-FMEA 96

• Der Fehlleistungsaufwand und das damit verbundene Einsparungspo-tenzial sind schwer erfassbar. Die traditionelle Kostenstellenrechnung ist hierfür keine geeignete Informationsquelle.

• Die Einsparungen und Umsatzsteigerungen aus der Methodenanwen-dung können nur mit einer Wahrscheinlichkeit angegeben werden und sind im Vorfeld nicht exakt bezifferbar.

• Der Erfolg zeigt sich meist erst nach einigen Bilanzperioden.

Wirkung präventiver Systeme im Projektablauf

0

Aufwandpräventiver Systeme

NutzenpräventiverSysteme

Projektdauer

Projektstart Projektende

EffektivhöheresAbsatz-volumen

Kosten-Nutzen-AnalyseWirkung präventiver Systeme im Projektablauf

kum

ulie

rte

E inn

ahm

e n -

kum

ulie

rte

Au s

g ab e

n

0

NutzenpräventiverSysteme

Projektdauer

Projektstart Projektende

Verstärkter Einsatzpräventiver Systeme

EffektivhöheresAbsatz-volumen

kum

ulie

rte

Anz

ahl d

er

Abbildung 6.3-3 Wirkung präventiver Systeme im Projektablauf

Daraus folgt, dass der Einsatz präventiver Systeme zunächst mit einem zu-sätzlichen Bedarf an Zeit und Kosten verbunden ist. Dieser Aufwand verrin-gert aber mit einer gewissen Zeitverzögerung die Gesamtkosten des Unter-nehmens zu einem erheblichen Teil, siehe Abb. 6.3-3

System-FMEA 97

6.4 Kostenbeeinflussung

Zunächst wurde analysiert, welche Kostenblöcke in der Prozesskette der Produktentstehung direkt oder indirekt durch den Einsatz der FMEA-Methode beeinflusst werden können. Diese Betrachtung soll sowohl im Hinblick auf Kostensteigerung als auch auf Kostenminderung vertieft wer-den.

Eine schematische Darstellung hierzu zeigt Abb. 6.4-1.

FMEAKosten:·PersonalSystemanalytikerFachexpertenQualifizierung

·Reisekosten·SachkostenHard-/SoftwareRaumkosten

Produkt-entwicklung:·EntwicklungPersonalSachkosten

Prozess-kosten:·ProzessplanungPersonalSachkosten

ExterneFehlerkosten:

•SerienbetreuungPersonalSachkosten

·ProduktionMaterialkostenLohnkostenWerkzeugkostenMaschinenkostenGemeinkostenAusschussNacharbeit

·Garantie und Kulanz·Produkthaftpflicht· Imageverlust

·Dokumentation·Archivierung·Pflege

Einm

alig

eK

oste

nLa

ufe n

deK

oste

n

Kosten-Nutzen-AnalyseAnalyse der direkten und indirekten Kostenblöcke

FMEAKosten:·PersonalSystemanalytikerFachexpertenQualifizierung

·Reisekosten·SachkostenHard-/SoftwareRaumkosten

Produkt-entwicklung:·EntwicklungPersonalSachkosten

Prozess-kosten:·ProzessplanungPersonalSachkosten

ExterneFehlerkosten:

•SerienbetreuungPersonalSachkosten

·ProduktionMaterialkostenLohnkostenWerkzeugkostenMaschinenkostenGemeinkostenAusschussNacharbeit

·Garantie und Kulanz·Produkthaftpflicht· Imageverlust

·Dokumentation·Archivierung·Pflege

Einm

alig

eK

oste

nLa

ufe n

deK

oste

n

Abbildung 6.4-1 Investition in Prävention

System-FMEA 98

6.5 Kosten der FMEA-Durchführung

„Kosten der Maßnahmen sind keine Kosten der FMEA-Durchführung.“

Die Kosten für eine FMEA ergeben sich im Wesentlichen aus dem zeitli-chen Aufwand für ihre Durchführung. Dieser Aufwand ist abhängig von:

• der Art der FMEA • der Zielsetzung für die FMEA • der Komplexität des Produktes oder Prozesses • dem Umfang der Untersuchung (Betrachtungsgrenze) • der Gründlichkeit der Untersuchung (Betrachtungstiefe) • der Vorgehensweise bei der Durchführung • dem erreichten Integrationsgrad • der Größe der Arbeitsgruppe • der Qualität der Vorbereitung • der Qualität der unterstützenden Werkzeuge und Hilfsmittel. Nach Abschätzung des Aufwandes der FMEA ist dieser im Projektplan ein-zubringen. Die FMEA ist schon bei der Projektzielvereinbarung im Projekt-plan zu berücksichtigen.

Folgende Maßnahmen tragen zur Effizienzsteigerung der Analyse bei:

• Einsatz von geschulten FMEA-Moderatoren, die für eine effektive und effiziente Durchführung des Projekts sorgen

• die richtige Zusammensetzung des Teams mit Basiswissen bzgl. der FMEA-Methode

• Zielsetzung der FMEA sowie Selektionsstrategien zur Konzentration auf Schwerpunktthemen (Zielfestschreibung, z.B. auf Deckblatt)

• Definition und Abstimmung (Kunde – Lieferant) des Betrachtungsum-fangs der FMEA und deren Schnittstellen

• Organisation eines integrierten FMEA-Ablaufs parallel zur Entwicklung und parallel zur Prozessplanung mit dem Ziel, Doppelarbeit zu vermei-den

• rechnerunterstützter FMEA-Ablauf • Wiederverwendung vorhandener FMEA-Umfänge als Basis für die zu

erstellende FMEA (Standardisierung).

System-FMEA 99

7 Ergänzungen

7.1 Durchführung der FMEA

7.1.1 Einführung der FMEA im Unternehmen

Für die erfolgreiche Einführung der FMEA ist ihre Einbindung im Produkt-entstehungsprozess notwendig. Dafür sind ausgebildete Methodenexperten/ Moderatoren erforderlich. Diese treiben den FMEA-Prozess.

Die Teilnehmer an den FMEA-Sitzungen müssen über die Grundlagen der FMEA-Methode und den Ablauf der FMEA-Erstellung informiert sein.

In der ersten FMEA-Sitzung gibt der Methodenexperte einen Überblick über die FMEA-Methode. Dies bedeutet erfahrungsgemäß einen Aufwand von ein bis zwei Stunden während des ersten Treffens des FMEA-Teams.

Der FMEA- Moderator stellt die methodisch korrekte Vorgehensweise wäh-rend der Durchführung der FMEA sicher.

Innerhalb eines Unternehmens sollte ein Erfahrungsaustausch zur FMEA stattfinden, um die Anwender und Methodenspezialisten über den neuesten Kenntnisstand der Methode und der Anwendung im Unternehmen zu infor-mieren.

7.1.2 Zusammenharbeit bei der Erstellung der FMEA

Ausgehend von höheren Systemebenen werden die Schnittstellen zu tiefe-ren Systemebenen definiert. Dadurch wird eine klare Aufgabenverteilung bei der FMEA unter mehreren Partnern festgelegt und Methodenspezialis-ten beider Systemebenen erstellen die FMEA über die gemeinsam interes-sierenden Systemelemente an der Schnittstelle.

Bei der FMEA sind die Bewertungszahlen für die Bedeutung der Fehlerfol-gen, die in höheren Systemebenen festgelegt werden, in tiefer liegenden Ebenen zu berücksichtigen.

System-FMEA 100

7.1.3 Gemeinsam durch Kunden und Lieferanten erstellte FMEA

Bei Betrachtung von Schnittstellen in der FMEA ist der Kunde für den Um-fang insgesamt verantwortlich. Der Lieferant verantwortet seine Anteile.

Gemeinsam erarbeitete Ergebnisse stehen den beteiligten Parteien zur Verfügung.

7.1.4 Know-how-Schutz der Produkt-FMEA/Prozess-FMEA

Aus Gründen des Know-how-Schutzes werden die vom Lieferanten erstell-ten Produkt- und Prozess-FMEAs grundsätzlich nicht an den Kunden he-rausgegeben, sofern keine andere vertragliche Vereinbarung getroffen wurde.

Auf Anfrage werden die wesentlichen Ergebnisse präsentiert. Der Kunde kann sich bei Inspektionen davon überzeugen, dass für ihn relevante FMEAs erstellt wurden. Hierbei ist ähnlich vorzugehen wie bei archivierten Dokumentationen der Qualitätssicherung.

7.1.5 Wiederverwendung der FMEA

Vorhandene FMEAs für bekannte Produkte und Prozesse werden in neuen Analysen genutzt. Damit wird der Aufwand reduziert. Die übernommenen Umfänge sind bezogen auf den jeweiligen Anwendungsfall kritisch zu über-prüfen, insbesondere die Bewertungen mit den Erfahrungen aus der An-wendung.

7.1.6 EDV-Einsatz bei der Erstellung einer FMEA

Die FMEA kann durch EDV-Einsatz effizienter durchgeführt werden:

• Die systematische Bearbeitung wird unterstützt. • Benutzerführung und Hilfestellungen sind möglich. • Das Durchführen von erforderlichen Vorarbeiten und Analysen ist ver-

einfacht. • Die Bearbeitung wird unterstützt, z.B. beim Einfügen, Löschen, Kopie-

ren. • Zugriffsmöglichkeiten auf bereits erstellte FMEAs durch Vernetzen von

Einzelarbeitsplätzen mit systematischem Zugriffschutz sind möglich. • Datenbanken mit bereits erstellten FMEAs verwalten.

System-FMEA 101

7.2 Beziehungen zwischen unterschiedlichen FMEAs

7.2.1 Ebenen innerhalb eines Systems

Die Festlegung der Nahtstellen zwischen FMEAs auf unterschiedlichen Systemebenen ist Voraussetzung für die durchgängige Bearbeitung kom-plexer Systeme, wie die eines E-Gas-Systems. Mit Hilfe dieser Festlegun-gen werden bei umfangreichen FMEAs eine übersichtliche und sinnvolle Arbeitsteilung erreicht. Dies bedeutet z.B. für den Hersteller einer Kompo-nente Drosselklappensteller, dass seine FMEA an einem definierten Sys-temumfang beginnt. Zur Festlegung von Systemgrenzen dienen dafür aus-gewählte Systemelemente der Systembeschreibung, hier Drosselklap-pensteller und Stellmotor, Getriebe usw. Die gegenseitigen Abgrenzungen und auch die Verknüpfungen von FMEAs auf unterschiedlichen Betrach-tungsebenen werden anhand der Festlegung von Systemgrenzen möglich, siehe Abb. 7.2.1-1 und Abb. 7.2.1-2.

Abbildung 7.2.1-1 Ebenen unterschiedlicher FMEAs (hierarchisch, bau-teil- bzw. funktionsorientiert)

Fehlerfolge Fehler Fehlerursache



System-FMEA 102

SL FMEA-SEMINAR

ABCDE

Fehlerfolge A Fehlerart A FU A

Fehlerfolge B Fehlerart B Fehlerursache

Fehlerfolge C Fehlerart C Fehlerursache

Fehlerfolge D Fehlerart D Fehlerursache

Fehlerfolge E Fehlerart E Fehlerursache

Betrachtung eines Systems

Notlauf

Komfort-einbuße

Liegen-bleiber

Geber Mechanik

Signalauf-bereitung

EndstufenµC

LogikSicher-heits-

konzepte

Steuergerät

N_MOT

Getriebeübers.N_AbtriebRAD_VL

CAN

Abbildung 7.2.1-2 Nahtstellen unterschiedlicher FMEAs (signalflussori-entiert)

7.2.2 Methodische Zusammenhänge zwischen verschiedenen FMEAs

Zwischen einer Produkt- und einer Prozess-FMEA bestehen Zusammen-hänge. Sie sollten genutzt werden, um die Zusammenarbeit von Entwick-lung und Fertigung zu unterstützen. Abb. 7.2.2-1 zeigt diese am Beispiel der Fehlernetze einer Produkt- und der zugehörigen Prozess-FMEA. Die Fehlerfolgen, die in der Prozess-FMEA sich auf das Produkt beziehen, sind in der Produkt-FMEA bereits als Fehler beschrieben und bzgl. Auslegungs-fehler analysiert. Die Verknüpfung zwischen Prozess- und Produktfehlern bedeutet eine deutliche Erleichterung der Beschreibung der Fehlerfolgen. Die Bedeutung kann ebenfalls aus der Produkt-FMEA übernommen wer-den.

System-FMEA 103

B-Bewertung: 10B-Bewertung (Maximum): 10Herstellung des Primär-zahnrades im Spritzguß-verfahrenDrehmoment von der Aus-gangswelle auf das Sekun-därzahnrad übertragenKlemmt auf der Primär-zahnradachse

B-Bewertung (Maximum): 10Kunststoff plastifizierenKunststoff entsprechend Spezifikation SP467 für Spritzvorgang vorbereitetKunststoff für Spritzvor-gang unzureichend plasti-fiziert (zu zäh)

B-Bewertung (Maximum): 10Heizung der Plastifizie-reinheitKunststoff auf xxx Grad erhitzenKunststoff zu wenig er-hitzt

B-Bewertung (Maximum): 10Mischschnecke der Plasti-fiziereinheitKunststoff durchmischenKunststoff ungleichmäßig durchmischt

B-Bewertung (Maximum): 10............................

Prozess-FMEA

Produkt-FMEA

gleicher Fehler Prod. und Prozess Einfluss Konstruktion bzw

Fertigung

B-Bewertung (Maximum): 10Merkmale des Primärzahn-radsMaterialfestigkeit = 33 N/mm2Material mit zu geringer Festigkeit gewählt

B-Bewertung (Maximum): 10PrimärzahnradDrehmoment von der Aus-gangswelle auf das Sekun-därzahnrad übertragenKlemmt auf der Primär-zahnradachse

B-Bewertung: 10B-Bewertung (Maximum): 10GetriebeAntriebsdrehmoment zwi-schen Motor und Drosselk-lappe mit definiertem Übersetzungsverhältnis wandelnKeine Drehmomentübertra-gung vom Stellmotor zur Drosselklappe

B-Bewertung: 10B-Bewertung (Maximum): 10DrosselklappenstellerLuftquerschnitt entspre-chend der Ansteuerung einstellenLuftquerschnitt trotz An-steuerung nicht vergrö-ßert

B-Bewertung: 9B-Bewertung (Maximum): 9GetriebeAntriebsdrehmoment zwi-schen Motor und Drosselk-lappe mit definiertem Übersetzungsverhältnis wandelnDrehmomentübertragung vomStellmotor zur Drosselk-lappe schwergängig

B-Bewertung: 9B-Bewertung (Maximum): 9DrosselklappenstellerLuftquerschnitt entspre-chend der Ansteuerung einstellenVerstellung Luftquersch-nitt hat zu große Hyste-rese

Abbildung 7.2.2-1 Zusammenhang zwischen FMEAs

7.3 Besondere Merkmale (Forderung aus der ISO/TS 16949)

Besondere Merkmale sind Produktmerkmale oder Produktionsprozesspa-rameter, die Auswirkungen auf die Sicherheit oder Einhaltung behördlicher Vorschriften, die Passform, die Funktion, die Leistung oder die weitere Ver-arbeitung des Produktes haben können.

Bei vom Kunden festgelegten besonderen Merkmalen muss die Organisati-on die Erfüllung der Kundenanforderungen hinsichtlich der Festlegung, Do-kumentation und Lenkung besonderer Merkmale darlegen.

Darüber hinaus sind besondere Merkmale durch die Organisation festzule-gen. Ein geeignetes Instrument ist die FMEA.

Die festgelegten besonderen Merkmale sind

• in den Produktionslenkungsplan einzubeziehen • und in den Dokumenten zur Lenkung des Produktionsprozesses ein-

schließlich Zeichnungen, FMEA, Produktionslenkungspläne und Be-dienungsanweisungen zu kennzeichnen mit den Symbolen des Kun-den für besondere Merkmale oder einem entsprechenden Symbol oder Hinweis der Organisation.

System-FMEA 104

In der FMEA erfolgt die Kennzeichnung im Formblatt in der Klassifikations-spalte. Diese ist üblicherweise den Fehlerursachen zugeordnet.

Falls keine kundenspezifischen Symbole oder Festlegungen vorliegen, wird die folgende Übersicht von der IATF vorgeschlagen:

§ Produktmerkmale oder Prozessparameter, welche die Si-cherheit eines Produktes oder das Einhalten gesetzlicher Bestimmungen beeinflussen.

Produktmerkmale oder Prozessparameter, welche die Passform/ Funktion eines Produktes beeinflussen oder die aus anderen Gründen, wie Kundenanforderungen, gelenkt und dokumentiert werden müssen.

(Kein Symbol)

Keine Schlüsselmerkmale, Produktmerkmale oder Pro-zessparameter, die auch bei gewissenhaft abgeschätzter Streuung die Produktsicherheit, gesetzlichen Bestim-mungen, Passform oder Funktion nicht beeinträchtigen.

Weiterführung siehe ISO/TS 16949:2002

7.4 Don't (Tue nicht)

Der Erfolg der FMEA kann gefährdet werden durch:

• Vorgesetzte stehen nicht hinter den FMEA-Aktivitäten. • FMEA-Teammitglieder sind nicht vertraut mit dem Werkzeug FMEA. • FMEA-Teammitglieder sind nicht aus Entwicklung- oder Produktions-

bereichen. • FMEA-Teams sind zu groß. • unzureichende Vorbereitung der FMEA • falsch verstandenes Vollständigkeitsstreben • ungeeignete oder unvollständige Hilfsmittel, die die Akzeptanz er-

schweren • Versuche, bestehende Probleme mit der FMEA zu lösen • wahllos erarbeitete Abstellmaßnahmen, die die Weiterentwicklung blo-

ckieren • Versuche, die Qualität hineinzuprüfen statt hineinzukonstruieren • Erstellen der FMEA für Kunden statt für eigene Betrachtungen.

System-FMEA 105

7.5 Bezug zu anderen Methoden

Die unterschiedlichen Umfänge der FMEA stehen unter anderem in Bezie-hung zu den folgenden Methoden:

Quality Function Deployment (QFD)

Funktionsanalyse (FktA)©2005

Fehlerbaumanalyse (FTA)

Ereignisablaufanalyse (EA)

Statistische Prozessregelung (SPC)

Wertanalyse (WA)

Statistische Versuchsplanung (DoE)

Die Systemstruktur, Funktionen und Funktionsstrukturen können bereits im Verlauf eines QFD entstehen und für die FMEA übernommen werden. Me-thoden der Funktionsanalyse, wie Funktionsbäume, unterstützen die Erstel-lung der Funktionsstruktur der FMEA. Idealerweise können diese direkt in die FMEA übernommen werden. Durch die strukturierte Vorgehensweise der Fehleranalyse in der FMEA können darauf FTA, EA, SPC, WA und DoE aufgebaut werden.

Bei diesen Analysen wird ein abgegrenztes System betrachtet, für das fol-gende Gemeinsamkeiten gelten:

Das System wird in verschiedene Betrachtungseinheiten (Systemelemente) gegliedert. Jedem dieser Systemelemente werden Funktionen und Fehl-funktionen zugeordnet.

Die Folgen/Ursachen jeder dieser Fehlfunktionen können in Anlehnung an die Gliederung des Systems in Fehlfunktionsstrukturen abgebildet werden.

Es werden Wahrscheinlichkeitsaussagen für die möglichen Fehlfunktionen gemacht.

System-FMEA 106

Bewertungen der Wahrscheinlichkeiten und Maßnahmenvorschläge der FMEA sind wichtige Informationen für Versuchs- und Prüfplanung.

Die FMEAs liefern den Einstieg in Fehlerstatistiken und sind ideale Voraus-setzung für Diagnose und Wartung.

Prozess-FMEAs liefern Ansätze für die Prozessplanung, z.B. Vorgaben zu Fertigungspläne, Prüfungen und Arbeitsanweisungen.

Die Produkt- und Prozess-FMEA beschränkt sich in erster Linie auf die Analyse von einzeln auftretenden Fehlern. Die FTA untersucht zusätzlich das mögliche gleichzeitige Auftreten von Fehlern und kann die FMEA daher z.B. für Sicherheitsanalysen ergänzen.

7.6 Dokumentation

Aufbewahrungsdauer/Archivierungsdauer, siehe VDA 1, S. 28.

7.6.1 Begleitdokumentation

Informationen zur FMEA die nicht im VDA-Formblatt dargestellt sind, wer-den in einem zusätzlichen Dokument erfasst. Die Begleitdokumentation um-fasst u. a.:

• Art der FMEA • Umfang der Untersuchung (Betrachtungsgrenze) • Detaillierung der Untersuchung (Betrachtungstiefe) • Zielsetzung für die FMEA • Vorgehensweise bei der Durchführung • FMEA Team • Verantwortlichkeiten • verwendetete Unterlagen • unterstützende Werkzeuge und Hilfsmittel • Projektterminplan 7.6.2 Abschlussbericht

Im Abschlussbericht der FMEA sollte der Aufwand für die Durchführung der FMEA mit angegeben werden; dieser ergibt sich im Wesentlichen aus dem zeitlichen Aufwand für ihre Durchführung.

System-FMEA 107

Die durchgeführten Arbeiten müssen in einem Abschlussbericht zusam-mengefasst werden. Inhalte des Berichtes können u.a. sein:

• Informationen der Begleitdokumentation • Zusammenfassung der wichtigsten Erkenntnisse • Lessons Learnd • verbleibende Risiken, Freigabeempfehlung. Beispiel:

Abschlussbericht der FMEA „Getriebe Drosselklappensteller“.

Ziel der FMEA:

Es sollen die Risiken des Getriebes Drosselklappensteller aufgezeigt wer-den. Neben den Auslegungsrisiken muss die Herstellbarkeit und die Mon-tierbarkeit des Getriebes betrachtet werden. Die Auswirkungen während der Nutzung sowie die Kundendienst- Risiken werden im Rahmen einer ge-sonderten Betrachtung ermittelt.

Zeitrahmen, Team der Erstellung:

• FMEA Verantwortlicher XXXX • FMEA Methodiker XXXXXX • FMEA Teammitglieder • Spezialisten zur Unterstützung.

03.05.200x 16.05.200x 20.05.200x 24.05.200x

Birgit Berthold X X X X

Ralf Grün X X X

Peter Ehrlich X X X

Rainer Zufall X X X

Udo Besser X X X

Helmut Schlicht

X X X X

System-FMEA 108

Voraussetzungen:

Der Entwurf des Getriebeschnittes XYZ sowie die Fehlerquoten (interne Ausfälle sowie Ausfälle während der Nutzung) für das zurzeit in der Serie laufende Getriebe XYZ.

Definierte Maßnahmen (Zusammenfassung):

Verbleibende Risiken:

Die im Rahmen der FMEA definierten Maßnahmen sind umgesetzt worden und die aktuelle Bewertung der Restrisiken stimmt mit den Qualitätszielen des Projektes überein.

Kosten der FMEA (nur die Durchführung der FMEA):

Der Aufwand für die Erstellung der FMEA beträgt ca. 52 Mannstunden.

Empfehlung für die Projektleitung:

Aus heutiger Sicht spricht nichts gegen eine Freigabeempfehlung für das Projekt.

System-FMEA 109

7.6.3 FMEA-Formblatt

FMEA-NFehler-Möglichkeits- und Einfluß-Analyse

� Produkt-FMEA � Prozess-FMEA Seite

Typ/Modell/Fertigung/Charge: Sach-Nr.: Verantw.: Abt.:

Änderungsstand: Firma: Datum:System-Nr./Systemelement: Sach-Nr.: Verantw.: Abt.:

Funktion/Aufgabe: Änderungsstand: Firma: Datum:Mögliche B Möglicher K Mögliche Vermeidungs- A Entdeckungs- E RPZ V/T

Fehlerfolgen Fehler Fehlerursachen maßnahmen maßnahmen

B = Bewertungszahl für die Bedeutung A = Bewertungszahl für die Auftretenswahrscheinlichkeit E = Bewertungszahl für die EntdeckungswahrscheinlichkeitRPZ = Risikoprioritätszahl, RPZ = B * A * E V = Verantwortlichkeit T = Termin für die Erledigung

Inhalte des FMEA-Formblattes

1) Stammdaten In den Kopf des Formblattes oder auf dem Deckblatt der FMEA sind die Daten entsprechend den Erfordernissen der jeweiligen Produkte und Prozesse einzutragen. Aus diesen Daten muss das betrachtete System erkennbar sein.

2) Systemelement (SE)/Funktion/Aufgabe Beschreibung des SE mit der jeweils betrachteten Funktion/Aufgabe.

3) Mögliche Fehlerfolgen Beschreibung der möglichen Fehlerfolgen, die die Fehler bzw. Fehl-funktionen für das Gesamtsystem haben können, und wie sich die Auswirkungen für den Endverbraucher, das Produkt und den Prozess bemerkbar machen.

System-FMEA 110

4) Bewertungszahl für die Bedeutung (B) Die Bewertungszahl B wird für die Bedeutung der Fehlerfolgen für das Gesamtsystem festgelegt, siehe Tabellen 1 und 2, Kap. 3.

5) Möglicher Fehler Eintragung der möglichen Fehler (Fehlfunktionen) des betrachteten Systemelements aus Punkt 2.

6) Klassifizierung Hier werden die „Besonderen Merkmale“ gekennzeichnet, siehe Ka-pitel 7.3. Die K-Spalte kann rechts von der B-Spalte oder rechts von der Spal-te „Mögliche Fehlerursachen“ angeordnet werden.

7) Mögliche Fehlerursache Für jeden Fehler werden die möglichen Fehlerursachen untersucht. Hierzu können verwendet werden: Qualitätsaufzeichnungen, Felderfahrungen, Lebensdauer-, Zuverläs-sigkeitsdaten, Einsatzbedingungen wie Hitze, Kälte, Staub, Strom-versorgungsschwankungen usw.

8) Vermeidungsmaßnahmen Für jede mögliche Fehlerursache werden als Basis für die Risikobe-wertung die zum Untersuchungszeitpunkt bereits durchgeführten Vermeidungsmaßnahmen aufgezeigt. Vermeidungsmaßnahmen, die künftig durchgeführt werden sollen, werden dagegen erst nach er-folgter Risikobewertung zur Systemoptimierung bestimmt. Vermei-dungsmaßnahmen der Produkt-FMEA sind beispielsweise konstruk-tive Maßnahmen, die das Auftreten von Fehlerursachen in der Ent-wicklungsphase minimieren bzw. zur Erreichung der technischen Zu-verlässigkeit dienen.

9) Bewertungszahl für die Auftretenswahrscheinlichkeit (A) Die Bewertungszahl A wird für jede Fehlerursache unter Berücksich-tigung aller wirksamen Vermeidungsmaßnahmen festgelegt, siehe Tabellen 1 und 2, Kap. 3.

10) Entdeckungsmaßnahmen Entdeckungsmaßnahmen sind Maßnahmen, die Fehlerursachen, Fehler und Fehlerfolgen entdecken. Zum Untersuchungszeitpunkt wirksame Entdeckungsmaßnahmen sind für die Risikobewertung re-levant.

System-FMEA 111

11) Bewertungszahl für die Entdeckungswahrscheinlichkeit (E) Die Bewertungszahl E wird für jede Fehlerursache unter Berücksich-tigung aller wirksamen Entdeckungsmaßnahmen festgelegt, siehe Tabellen 1 und 2, Kap. 3.

12) Risikoprioritätszahl (RPZ) Die Risikoprioritätszahl ergibt sich aus der Multiplikation der Bewer-tungszahlen B, A und E. Die Betrachtung des Absolutwertes einer Risikoprioritätszahl ist in vielen Fällen irreführend und als Grundlage für weitere Maßnahmen nicht geeignet. Es ist nicht sinnvoll, eine „starre RPZ“ als Eingriffsgrenze (z.B. von RPZ > Limit) zu definieren, da unter Umständen die Bewertungsmaßstäbe für jede FMEA unter-schiedlich sein können.

13) Maßnahmenstand Entwicklung, Kundenbetrieb, Service, neue Maßnahmengruppe Beschreibung lt. Besprechung am 18-04-2006.

14) Optimierung Optimierungsmaßnahmen sind bei hoher RPZ oder hohen Einzelbe-wertungen bei A, E erforderlich. Die Bewertungszahlen B, A, E und die RPZ verdeutlichen Systemrisiken und zeigen die Ansatzpunkte zur Optimierung eines Systems auf.

15) V/T/Status Verantwortlicher (V) für die Durchführung und Termin (T) für die Er-ledigung von Maßnahmen. Status der Maßnahmen: a) unbearbeitet, in Planung b) in Entscheidung c) in Umsetzung d) abgeschlossen e) verworfen.

16) Risikobewertung nach der Optimierung Klassifizierung und Maßnahmen gemäß Punkten 6, 8 und 10. Neue Risikoprioritätszahl (RPZ) gemäß Punkt 12.

System-FMEA 112

8 Weitere Anwendungsfelder

Mit den beschriebenen Produkt- und Prozess-FMEAs können alle Anwen-dungsfelder abgedeckt werden.

Die Vorgehensweise ist auch auf Zulieferer der Automobilindustrie aus an-deren Industriezweigen übertragbar. Die Besonderheiten und spezifischen Vorgehensweisen sind zu berücksichtigen.

8.1 Maschinenhersteller/Anlagenhersteller

Die Produkt-FMEA einer Maschine wird in der Literatur teilweise als „Ma-schinen-FMEA“ bezeichnet.

Ausgehend von einer Prozess-FMEA, bei der eine Maschine als Risiko i-dentifiziert wurde, kann für die Maschine eine Produkt-FMEA erstellt werden.

In der Prozess-FMEA werden bei der Analyse der Maschine die Forderung an die Funktionen/Fähigkeiten der Maschine identifiziert.

Für diese FMEA sind eigene Bewertungstabellen zu entwickeln.

8.2 Chemieindustrie

Chemische Produkte

Die FMEA dient zur Entwicklung von neuen oder modifizierten Produkten, die die Forderungen sicher erfüllen. Gleich-zeitig soll die FMEA den Entwicklungs-prozess beschleunigen. Deshalb muss die Erstellung zu Beginn eines Entwick-lungsprojektes erfolgen.

Der Schwerpunkt der Produkt-FMEA liegt in der Ermittlung der Wirkung und möglichen Wechselwirkung der Kompo-nenten auf die Funktion. Die Wirkungen

sind nur prinzipiell bekannt. Wie die Wechselwirkungen in einem System mit z.B. 10 Komponenten aussehen, kann nur eingeschränkt vorhergesagt werden.

System-FMEA 113

Bei chemischen Mehrstoffgemischen, wie z.B. Schmierstoffen, können die Komponenten nach dem Zusammenmischen nicht mehr ohne weiteres ge-trennt wahrgenommen und beurteilt werden. Entsprechend können auch keine Komponenten eindeutig als Elemente definiert werden. In diesem Fall stellen deshalb die generellen Eigenschaften des Produktes die Elemente der FMEA dar. Als Funktion wird dann eine Eigenschaft des Gesamtsys-tems definiert, die die Forderung erfüllt.

Die Erstellung einer FMEA beginnt grundsätzlich mit den Forderungen an das Produkt, die fast immer mit technischen Prüfungen verbunden sind. Die Prüfungen und ihre Methoden sind entweder extern durch Normen und Kundenforderungen oder intern durch eigene Forderungen vorgegeben.

Interne technische Forderungen haben besondere Bedeutung, da durch diese das vorhandene Know-how für die beabsichtigte Anwendung ein-fließt. Diese Forderungen ergeben sich hauptsächlich durch Rückmeldun-gen aus der Nutzung vergleichbarer Produkte.

Auch nichttechnische Forderungen, wie z.B. zum Preis oder zur Kenn-zeichnung nach Gefahrstoffverordnung, werden einbezogen. Die Berech-nung der Rohstoffkosten oder die Einstufung nach Gefahrstoffverordnung kann als Prüfung auf Erfüllung der Forderungen angesehen werden.

Durch diese Prüfungen werden die geplanten Funktionen nicht nur prinzi-piell, sondern auch quantitativ und forderungsgerecht nachgewiesen. Dabei kann es zu einem Fehler 2. Art kommen, d.h. die Prüfung eines Musters bestätigt die Erfüllung der Forderungen, das Produkt erfüllt objektiv die For-derungen aber nicht. Deshalb ist zusätzlich die Betrachtung der Prüfmetho-den notwendig.

Ausgehend von allen angestrebten Funktionen werden mögliche Fehlfunk-tionen und deren Fehlerursachen abgeleitet. Einzelne Fehlerursachen und Fehler können dann für mehrere Fehlerfolgen verantwortlich sein. Gleich-zeitig können mehrere der realen Komponenten in einer Mischung wech-selweise wirken und nicht nur in ihrer beabsichtigten wesentlichen Funktion Fehler verursachen, sondern auch weitere Funktionen beeinflussen.

Als Fehlfunktion wird nicht ein Versagen bei der Anwendung, sondern das Nicht-Erreichen der Forderungen zum geplanten Abschluss des Entwick-lungsprojektes gesehen und bewertet. Die zur Vermeidung der Fehlerfolge dann notwendig werdende Korrektur des Entwicklungsergebnisses bedeu-tet neben zusätzlichem ungeplantem Entwicklungsaufwand mit Bindung von Ressourcen meistens auch eine Überschreitung von Terminen.

System-FMEA 114

Erkenntnisse aus der Entwicklung fließen in die grundsätzliche FMEA zu einer Produktgruppe ein und sind Ausgangspunkt für zukünftige projektspe-zifische FMEAs. Die FMEA wird dadurch zur Wissensdatenbank über Wechselwirkungen von Komponenten sowie Eignung von Prüfverfahren und dient als Checkliste für zukünftige Projekte.

Beispiel

Das Beispiel zeigt Ausschnitte aus dem Ablauf einer Produkt-FMEA für ein Industriegetriebeöl, das die Anforderungen einer Norm für derartige Öle, Kundenanforderungen und interne Anforderungen erfüllen muss. Im Bei-spiel wird im ersten Schritt die zu betrachtende Systemstruktur, abgeleitet aus den Anforderungen an das Produkt, in Form eines Ishikawa- bzw. Ur-sachen-Wirkungs-Diagramms aufgestellt. Daraus wird die Funktionstabelle mit den konkretisierten Anforderungen einschließlich Grenzwerten für die Hauptfunktionen erstellt. Die negierten Funktionen werden dann als Fehl-funktionen direkt in das FMEA-Formblatt eingetragen.

System-FMEA 115

Funktionstabelle Ausschnitt

GetriebeölHauptfunktionen Funktionen UnterfunktionenCLP-AnforderungenStahlkorrosionKorrosionsgrad 0 Messung korrekt Durchführung nach Vorschrift

Messung nach DIN ISO 7120Vergleichbarkeit der DIN ISO 7120 berücksichtigt

Mischung korrekt Konzentrationen der Rohstoffe richtig

Art der Komponenten korrekt

Richtiges Muster geprüft

Geeignetes KS-AdditivKeine negative Wechselwirkung mit anderen Additiven

Ausreichende KonzentrationLieferantenempfehlung/ eigene Erfahrungen vorhanden

Saure Additive vermieden Niedrige Konzentration verwendet

Schaumverhalten

< 100 ml ... ...

KundenanforderungenEmcor-KorrosionstestKorrosionsgrad 0 Messung korrekt Durchführung nach Vorschrift

Messung nach DIN 51802Vergleichbarkeit der DIN 51802 berücksichtigt

Mischung korrekt Konzentrationen der Rohstoffe richtig

Art der Komponenten korrekt

Richtiges Muster geprüft

Geeignetes KS-AdditivKeine negative Wechselwirkung mit anderen Additiven

Ausreichende KonzentrationLieferantenempfehlung/ eigene Erfahrungen vorhanden

Saure Additive vermieden Niedrige Konzentration verwendet

Die Kombination von technischen und nichttechnischen Forderungen sowie die von der üblichen Definition abweichende Bedeutung der Fehlerfolge verlangt nach modifizierten Bewertungsmaßstäben. Dafür wurden neue Bewertungstabellen aufgestellt.

Als Bedeutung wird in diesem Beispiel nicht die Bedeutung der Fehlerfolge in der Anwendung beim Kunden, sondern der mögliche nachträgliche Ent-wicklungsaufwand bewertet, wenn die Anforderungen nicht im Rahmen des

System-FMEA 116

geplanten Entwicklungsablaufs erfüllt werden und die Abweichungen erst bei der abschließenden Verifizierung des Entwicklungsergebnisses erkannt werden.

Bedeutung der Fehlerfolge

Bewertungszahl B Bedeutung der Fehlerfolge

Zusätzlicher Ent-wicklungsaufwand in % des ursprüng-lichen Aufwands Annahme

Entwicklung unbrauchbar > 70 10

Aufwändige Nachent-wicklung notwendig > 40 - 70 8

Mäßige Nachentwicklung notwendig 10 - 40 3

Geringe Nachentwicklung notwendig < 10 1

Auftretenswahrscheinlichkeit der Fehlerursache unter Berücksichti-gung der Vermeidungsmaßnahmen

Bewertungszahl A Auftretenswahrscheinlichkeit der Fehlerursache unter Berück-

sichtigung der Vermeidungs-maßnahmen Annahme Vergleichbare Er-

fahrung

Hoch > 50 % 10 10

Mäßig 10 – 50 % 8 6

Gering < 10 % 3 1

System-FMEA 117

Entdeckungswahrscheinlichkeit der Fehlerursache bei konkrete Prü-fungen

Bewertungszahl E Entdeckungswahrscheinlichkeitder Fehlerursache

bei konkreten Prüfungen Einzelmessung Mehrfache Messung

(an Mustern einer Reihe)

Keine Messung 10 10

Vergleichbarkeit (Vergleichs-präzision) größer als der geforder-

te Spezifikationsbereich 8 6

Vergleichbarkeit (Vergleichs-präzision) kleiner als der geforder-

te Spezifikationsbereich 6 3

Entdeckungswahrscheinlichkeit der Fehlerursache bei Dokumenten

Bewertungszahl E Entdeckungswahrscheinlichkeit der Fehlerursache bei Dokumenten

Beurteilung eines Einzel ergebnisses

Beurteilung von Versuchsserien

Keine Bewertung 10 10 Auf Grund von Erfahrung (Plau-sibilitätsprüfung) 6 3

Durch Vergleich mit genau defi-nierten Vorgaben 3 1

System-FMEA 118

FMEA-Nr.: B03Fehler-Möglichkeits- und Einfluß-Analyse

X Produkt-FMEA � Prozess-FMEA Seite 1 von 1

Typ/Modell/Fertigung/Charge: Sach-Nr.: Verantw.: A. Brosend Erstellt:Getriebeöl 5014 10.03.2005

Änderungsstand: 1 Abt.: EntwicklungSystem-Nr./Systemelement: Anforderungsstand FMEA-Team QP T. Krings Änderungsstand:

CLP-Anforderungen (DIN 51517-3) 15.02.2005 Entwicklung M. Predel 23.06.2005Funktion/Aufgabe: Vertrieb M. Scholz

Mögliche B Möglicher K Mögliche Vermeidungs- A Entdeckungs- E RPZ V/TFehlerfolgen Fehler Fehlerursachen maßnahmen maßnahmen

StahlkorrosionStahlkorrosions- schutz nicht

3 Falsch positive Messung, da

ausreichend, Korrosionsgrad > 0 nach DIN ISO 7120

-Messfehler Durchführung fehlerhaft Methodenschulung 3 Plausibilitätsprüfung 6 54 E. Weiss, KW 40/05 Interne Vergleichs- messung

Vergleichbarkeit der DIN ISO 7120 nicht berücksichtigt

Mehrfachbestimmung durchführen

6 Verifizierung 3 54 Keine Maßnahme geplant

-Mischfehler Konzentrationen der Rohstoffe falsch

Ausreichend genaue und kalibrierte Waage

1 Plausibilitätsprüfung 6 18

Falsche Rohstoffe Nur eindeutig gekennzeichnete Rohstoffe verwenden

1 s.o. 6 18

Muster verwechselt, falsche Beschriftung

Eindeutige Beschriftung 3 (1)

s.o. 6 54 (18)

F. Rot, KW 20/05 Neue Musterkennzeichnung , umgesetzt, neue vorläufige Bewertung in Klammern

Korrosionsschutz-Additiv ungeeignet

Negative Wechselwirkung mit anderen Additiven

Untersuchung mehrerer Korrosionsschutz-Additiv-Kombinationen

1 Korrosionsschutztest 3 9

Empfehlungen des Lieferanten beachten

1 s.o. 3 9

Korrosionsschutz-Konzentration zu gering

Notwendige Konzen- tration nicht bekannt

Unterschiedliche Konzentrationen prüfen

1 s.o. 3 9

Aggressive (saure) Additive verwendet

Zu hohe Konzentration Rohstoff-Literatur (NZ) beachten

3 s.o. 3 81 M. Predel, Start KW 25/05, Aufbau Negativliste, nicht beschlossen

8.3 FMEA für mechatronische Systeme

Bei Systemen, die aus Hardware und Software bestehen und in der Regel Sensoren, Steuergeräte und Aktuatoren enthalten (mechatronische Syste-me), werden meist Diagnose und Überwachungsfunktionen implementiert, mit denen das System Fehler diagnostizieren kann. Die Information über solche während des Kundenbetriebs entdeckte Fehler kann genutzt wer-den,

• um Fehlerfolgen abzumildern (Notlaufbetrieb), • den Fahrer zu informieren, • im Service die Fehlersuche und Behebung zu erleichtern. Die Modellierung solcher Systeme in der FMEA erfordert einige Besonder-heiten, die in diesem Kapitel erläutert werden.

Ob „Diagnose und Überwachungsfunktionen“ im Rahmen einer FMEA be-trachtet werden, wird in Absprache zwischen Kunde und Lieferant festge-legt und dokumentiert (Checkliste/Deckblatt).

System-FMEA 119

8.3.1 Besonderheiten bei Strukturanalyse und Funktionsanalyse

HW- und SW-Elemente werden gemeinsam in einer Struktur dargestellt, Abb. 8.3.1-1.

Funktionen, die der Fehlererkennung und der Fehlerbehandlung während des Kundenbetriebs dienen, werden als eigenständige Funktionen analy-siert.

Funktionen zur Fehlererkennung beinhalten z.B. Überwachungs- oder Di-agnosefunktionen wie Watchdogs, Plausibilisierungen, Prüfsummen (CRC), Vergleichsfunktionen und Alive-Zähler. Funktionen zur Fehlerbehandlung können z.B. die Bereitstellung von Ersatzwerten, das Umschalten in einen Notlaufbetrieb, das Abschalten der entsprechenden Funktion und/oder die Ausgabe einer Warnmeldung an den Fahrer beinhalten.

Die Funktionen werden bei den Strukturelementen modelliert, die Träger dieser Funktionen sind. Die Besonderheit ist, dass diese Funktionen nur in dem Fall benötigt werden, dass bereits ein Fehler aufgetreten ist. In Abb. 8.3.1-2 wird die Funktion im Normalbetrieb und in Abb. 8.3.1-3 die Funktion im Fehlerfall dargestellt.

System-FMEA 120

Abbildung 8.3.1-1 Beispiel Strukturbaum

System-FMEA 121

Abbildung 8.3.1-2 Funktion „Normalbetrieb“ (auszugsweise)

Abbildung 8.3.1-3 Funktion im Fehlerfall (auszugsweise)

8.3.2 Besonderheiten bei der Fehleranalyse

Bei Funktionen zur Fehlererkennung und Fehlerbehandlung kann man meist zwei Arten von Fehlfunktionen unterscheiden:

• „Scheinfehler“: Es werden von der Fehlererkennung Fehler erkannt und Fehlerreaktionen eingeleitet, obwohl tatsächlich gar kein Fehler vorliegt.

• „Ausfall im Anforderungsfall“: Bei Vorliegen eines Erstfehlers wird die-ser nicht erkannt oder die Fehlerreaktion erfolgt nicht wie vorgesehen.

Um den „Ausfall im Anforderungsfall“ in der FMEA darstellen zu können, müssen ausnahmsweise Mehrfachfehler betrachtet werden, siehe Kapitel 8.3.2-1 „Schlafender Fehler“.

System-FMEA 122

Das folgende Beispiel erläutert die Modellierung im Fehlernetz der FMEA.

Fall 1

Fall 2

Abbildung 8.3.2-1 Fehlernetz ohne Fehlerentdeckung und Fehlerreakti-on im Kundenbetrieb

Fall 1: Die Fehlerursache „Pedalwertgeber 1 und 2 im Verhältnis zur Ver-stellung zu weit betätigt“ stellt einen Fehler dar, der durch die in diesem Beispiel vorgesehene Überwachungseinrichtung nicht entdeckt werden kann, auch wenn die Überwachungseinrichtung spezifikationsgemäß funktioniert.

Fall 2: Die Fehlerursache „Wert von Pedalwertgeber1 (PWG1) zu groß ein-gelesen“ kann dagegen durch die in Abb. 8.3.2-2 dargestellte Maßnahme entdeckt werden, so dass die geeignete Fehlerreaktion zu einer Abschwä-chung der ursprünglichen Fehlerfolge führt. Wenn die Funktionen zur Feh-lerentdeckung und Fehlerbehandlung beschlossen sind, kann auf eine Ver-knüpfung zur ursprünglichen Fehlerfolge im Fehlernetz verzichtet werden. Die ursprüngliche Fehlerfolge muss dann dokumentiert werden, z.B. im Formblatt, Abb. 2.9.2.6-1

Abbildung 8.3.2-2 Fehlernetz mit Fehlerentdeckung und Fehlerreaktion im Kundenbetrieb (Soll-/Ist-Vergleich mit Abschal-tung)

System-FMEA 123

In Abb.8.3.2-2 wird die spezifikationsgemäße Reaktion der Fehlerentde-ckungs- und Fehlerbehandlungsmaßnahmen als (abgemilderte) Fehlerfolge dargestellt.

Abbildung 8.3.2-3 „Scheinfehler“

In Abb. 8.3.2.-3 wird dargestellt, dass aufgrund einer Fehlerursache in der Überwachungseinrichtung fälschlicherweise eine Fehlerreaktion eingeleitet wird, obwohl diese nicht notwendig wäre.

Abbildung 8.3.2-4 „Ausfall im Anforderungsfall“

In Abb. 8.3.2-4 wird dargestellt, dass die spezifikationsgemäß vorgesehene Fehlerreaktion aufgrund einer Fehlerursache in der Überwachungseinrich-tung versagt. Dabei wird angenommen, dass die zugrunde liegende Feh-lerursache eintritt, siehe Abb. 8.3.2-5. Dieser Ausfall muss bei der Fehlerur-sache dokumentiert werden.

System-FMEA 124

8.3.2.1 „Schlafender Fehler“

In der Regel werden zeitgleich auftretende Fehlfunktionen in der FMEA nicht berücksichtigt. Die Produkt- und Prozess-FMEA beschränken sich auf die Analyse von einzeln auftretenden Fehlern. Die Fehlerbaumanalyse un-tersucht auch das mögliche gleichzeitige Auftreten von Fehlern und kann die FMEA daher z.B. für Sicherheitsanalysen ergänzen.

Ausnahmsweise können in der FMEA „schlafende“ Fehler betrachtet wer-den, d.h. ein Fehler, der im Normalbetrieb keinen Einfluss auf die Funktion hat, wenn er alleine auftritt. Dabei kann es sich um Funktionen handeln, die erst auf Anforderung ausgeführt werden und dann im Fehlerfall nicht zur Verfügung stehen. Dies sind insbesondere Überwachungsfunktionen und Warnanzeigen, die erst im Fehlerfall erforderlich sind. In diesen Fällen kön-nen zusätzliche weitere Fehler untersucht werden.

Häufig ist es jedoch sinnvoller, einen kombinierten Methodeneinsatz, wie z.B. die Ermittlung der Einzelfehler mit Hilfe der FMEA und die Darstellung der Kombinatorik mit der Fehlerbaumanalyse, durchzuführen.

8.3.3 Besonderheiten bei Maßnahmenanalyse und Optimierung

Bei der Analyse von überwachten mechatronischen Systemen in der FMEA erweist es sich als vorteilhaft, zwischen den Maßnahmengruppen „Entwick-lung“, „Kundenbetrieb“ und „Service“ zu unterscheiden. Die in diesen drei Gruppen beschriebenen Maßnahmen und Bewertungen werden im Folgen-den erläutert.

Dabei bezieht sich die Nummerierung auf die gekennzeichneten Felder im Formblatt, Abb. 8.3.3-1. Die Folge der Nummerierung stellt den logischen Ablauf der Maßnahmenanalyse dar. Vermeidung während der Entwicklung, Entdeckung im Kundenbetrieb, Vermeidung im Kundenbetrieb, Entdeckung im Service, Vermeidung im Servic, Entdeckung während der Entwicklung.

1. In der Maßnahmengruppe Entwicklung werden in der Spalte „Vermei-dungsmaßnahmen“ alle Maßnahmen eingetragen, die das Auftreten der genannten Fehlerursache vermindern. Hier werden konkrete Angaben gemacht, welche die Zuverlässigkeit der Funktionen belegen und das Auftreten der Fehlerursache unwahrscheinlich machen, z.B. spezifizier-te Anforderungen an die Bauteilzuverlässigkeit, Einsatz von Bauteilen mit nachvollziehbarer Betriebsbewährtheit, Maßnahmen im Entwick-lungsprozess. A bewertet hier die Einschätzung/Bestätigung der Auftre-

System-FMEA 125

tenswahrscheinlichkeit der Fehlerursache (FU) während der Fahrzeug-lebensdauer unter Berücksichtigung aller zugehörigen Vermeidungs-maßnahmen. Wenn die zugehörigen Vermeidungsmaßnahmen noch nicht umgesetzt sind, wird der erwartete Wert von A in Klammern ge-setzt. In den Kapiteln10.2 „Beispieltabelle Produkt-FMEA: Auftretenswahr-scheinlichkeit A für Produktauslegung“ und 10.4 „Beispieltabelle Pro-dukt-FMEA: Auftretenswahrscheinlichkeit A mit Zuordnung von Ausfall-raten“ sind Beispiele für entsprechende Bewertungstabellen aufgeführt.

2. In der Maßnahmengruppe Kundenbetrieb werden in der Spalte „Entde-ckungsmaßnahmen“ alle Maßnahmen eingetragen, die zu einer Entde-ckung der Fehlerursache durch das System oder durch den Fahrer füh-ren. Zusätzlich können auch Maßnahmen genannt werden, welche die aus der Fehlerursache resultierenden Fehler oder Fehlerfolgen entde-cken. Beispiele für Entdeckungsmaßnahmen im Kundenbetrieb beinhalten Überwachungs- oder Diagnosefunktionen wie Watchdogs, Plausibilisie-rungen, Prüfsummen (CRC), Vergleichsfunktionen usw. Eine Samm-lung von Fehlerentdeckungsmaßnahmen für elektrische/elektronische Systeme befindet sich z.B. in der Norm DIN EN 61508-2, Tabellen A2 bis A15. Die Funktionen, die als Entdeckungsmaßnahmen herangezogen wer-den, sollten innerhalb der FMEA auch als eigenständige Funktionen analysiert werden, siehe Kapitel 8.3.1, „Besonderheiten bei Struktur-analyse und Funktionsanalyse“. Um die Übersichtlichkeit und Nachvoll-ziehbarkeit zu gewährleisten, soll ein Querverweis zu der entsprechen-den Stelle innerhalb der FMEA angegeben werden . E bewertet hier die Wahrscheinlichkeit, dass die Fehlerursache oder ein daraus resultierender Fehler oder eine Fehlerfolge so rechtzeitig ent-deckt wird, dass die bei Punkt 3 beschriebenen Fehlerbehandlungs-maßnahmen wirksam werden können. In den Kapiteln 10.5, „Beispiel-tabelle Produkt-FMEA: Entdeckungswahrscheinlichkeit E im Kundenbe-trieb“ und 10.6 „Beispieltabelle Produkt-FMEA: Entdeckungswahr-scheinlichkeit E im Kundenbetrieb [DIN EN 61508.2]“ sind Beispiele für entsprechende Bewertungstabellen aufgeführt.

System-FMEA 126

3. In der Maßnahmengruppe Kundenbetrieb werden in der Spalte „Ver-meidungsmaßnahmen“ keine Maßnahmen zur Vermeidung der Fehler-ursache eingetragen, sondern Maßnahmen zur Fehlerbehandlung be-schrieben, welche als Systemreaktion die Fehlerfolgen abmildern. Sol-che Maßnahmen können z.B. die Bereitstellung von Ersatzwerten, das Umschalten in einen Notlaufbetrieb, das Abschalten der entsprechen-den Funktion und/oder die Ausgabe einer Warnmeldung an den Fahrer beinhalten. Die Funktionen, die als Fehlerbehandlungsmaßnahmen herangezogen werden, sollten innerhalb der FMEA auch als eigenständige Funktionen analysiert werden, siehe Kapitel 8.3.1 „Besonderheiten bei Strukturana-lyse und Funktionsanalyse“. Um die Übersichtlichkeit und Nachvoll-ziehbarkeit zu gewährleisten, soll ein Querverweis zu der entsprechen-den Stelle innerhalb der FMEA angegeben werden. In der Maßnahmengruppe Kundenbetrieb bewertet A die Wahrschein-lichkeit, dass die genannten Maßnahmen zur Fehlerbehandlung im An-forderungsfall nicht wirksam werden. Bei der Einstufung wird davon ausgegangen, dass der bei der Fehlerursache beschriebene ursprüng-liche Fehler bereits eingetreten ist. Daher stellt sich besonders die Fra-ge, ob die Fehlerbehandlungsmaßnahmen völlig unabhängig vom ur-sprünglichen Fehler immer zur Verfügung stehen. Eine Bewertung kann im Bedarfsfall nach einer individuell festzulegenden Tabelle erfolgen, bei der hohe Bewertungen mit schlecht wirksamen Fehlerbehand-lungsmaßnahmen korrespondieren und niedrige Bewertungen gut wirk-same Fehlerbehandlungsmaßnahmen kennzeichnen.

4. In der Maßnahmengruppe Service werden in der Spalte „Entdeckungs-maßnahmen“ alle Maßnahmen eingetragen, die eine Entdeckung der Fehlerursache in der Servicewerkstatt ermöglichen und die Fehlersu-che erleichtern. Dabei werden Diagnosefunktionen im Fahrzeug be-trachtet, die zu Fehlerspeichereinträgen führen, sowie Funktionen für die in der Werkstatt eingesetzten Testgeräte. Es können auch Maß-nahmen genannt werden, welche die aus der Fehlerursache resultie-renden Fehler oder Fehlerfolgen entdecken, sofern diese Entdeckun-gen einer effizienten Reparatur dienen.

System-FMEA 127

Die Funktionen, die als Entdeckungsmaßnahmen im Service herange-zogen werden, können im Rahmen der FMEA als eigenständige Funk-tionen analysiert werden. Um die Übersichtlichkeit und Nachvollzieh-barkeit zu gewährleisten, soll ein Querverweis zur entsprechenden Stel-le innerhalb der FMEA angegeben werden. E bewertet hier die Wahrscheinlichkeit, dass die Fehlerursache oder ein daraus resultierender Fehler oder eine Fehlerfolge so rechtzeitig ent-deckt wird, dass die bei Punkt 5 beschriebenen Reparaturmaßnahmen wirksam werden können. In den Kapiteln 10.5, „Beispieltabelle Produkt-FMEA: Entdeckungswahrscheinlichkeit E im Kundenbetrieb“ und 10.6 „Beispieltabelle Produkt-FMEA: Entdeckungswahrscheinlichkeit E im Kundenbetrieb [DIN EN 61508.2]“ sind Beispiele für entsprechende Bewertungstabellen aufgeführt.

5. In der Maßnahmengruppe Service können in der Spalte „Vermei-dungsmaßnahmen“ Maßnahmen zur Reparatur der Fehler in der Werkstatt beschrieben werden. Eine Bewertung kann nach einer individuell festzulegenden Tabelle erfolgen, bei der hohe Bewer-tungen mit einem hohen Reparaturaufwand korrespondieren und niedrige Werte einen niedrigen Reparaturaufwand kennzeichnen.

6. In der Maßnahmengruppe Entwicklung werden in der Spalte „Entde-ckungsmaßnahmen“ alle Maßnahmen eingetragen, die während der Produktentwicklung durchgeführt werden. Diese beinhalten sowohl Maßnahmen mit Mustern und Versuchsträgern wie Tests und Erpro-bungen als auch virtuelle Maßnahmen wie Simulationen, Analysen und Reviews. Dabei werden sowohl Maßnahmen zur Bestätigung oder Korrektur der bei Punkt 1 anfangs eingeschätzten Auftretenswahrscheinlichkeit ge-nannt als auch Maßnahmen beschrieben, welche die Wirksamkeit der Fehlerentdeckung im Kundenbetrieb, siehe Punkt 2, und die Wirksam-keit der Fehlerbehandlung, siehe Punkt 3, absichern. Zusätzlich können Maßnahmen genannt werden, welche die Fehlerentdeckung in der Werkstatt, Punkt 4, und die Reparatur, Punkt 5, absichern.

System-FMEA 128

E bewertet insgesamt die Wirksamkeit aller für eine Fehlerursache ge-nannten Maßnahmen während der Entwicklung, siehe Kapitel 10.3 „Beispieltabelle Produkt-FMEA Entdeckungswahrscheinlichkeit E zur Absicherung der Produktauslegung“. Ein hoher Wert bedeutet, dass weitere Maßnahmen erforderlich sind. Dieser Teil der FMEA dient dazu, vorhandene Test- und Erprobungs-pläne zu überprüfen und ggf. zu ergänzen.

System-FMEA 129

System-FMEA 130

System-FMEA 131

System-FMEA 132

8.3.4 Besonderheiten bei der Bewertung des Risikos

Bei der Bewertung des Risikos von überwachten mechatronischen Syste-men ist ein Produkt aus B, A und E häufig irreführend und ungeeignet. Da-her werden hier alternative Vorgehensweisen für unterschiedliche Betrach-tungen vorgestellt, um aus den folgenden Bewertungsgrößen Aussagen zu generieren.

Die Hinweise zu den Feldern beziehen sich jeweils auf die Abb. 8.3.2.1 – 1.

• Bedeutung B der beschriebenen Fehlerfolge, • Auftretenswahrscheinlichkeit der Fehlerursache, siehe Feld 1, • Entdeckungswahrscheinlichkeit im Kundenbetrieb, siehe Feld 2, • Ausfallwahrscheinlichkeit der Fehlerreaktion, siehe Feld 3 • Entdeckungswahrscheinlichkeit in der Servicewerkstatt, siehe Feld 4, • Reparaturaufwand, siehe Feld 5, • Wirksamkeit der Maßnahmen, siehe Feld 6. 8.3.4.1 Einzelbewertung von B, A, E

Was können wir aus den Einzelbewertungen ableiten?



Ein hoher Wert A bei der Auftretenshäufigkeit der Fehlerursache im Feld 1 in Abb. 8.3.4-1, zeigt ein (potenziell) häufiges Auftreten der Fehlerursache.


Ein hoher Wert für E bei der Entdeckung im Kundenbetrieb im Feld 2 in o.g. Abb. weist darauf hin, dass im Kundenbetrieb ein aufgetretener Fehler nicht oder nicht rechtzeitig entdeckt wird um den Schaden abzumildern.

Ein hoher Wert für A bei der Ausfallwahrscheinlichkeit der Fehlerreaktion im Feld 3 in o.g. Abb. weist darauf hin, dass Fehlerbehandlungsmaßnah-men (potentiell) häufig unwirksam sein können.

System-FMEA 133

Ein hoher Wert von E bei der Entdeckung in der Servicewerkstatt im Feld 4 in o.g. Abb. weist darauf hin, dass eine Fehlerursache in der Werkstatt schwer zu entdecken ist und zu einer aufwändigen Fehlersuche führen kann.

Ein hoher Wert A bei der Effizienz der Reparatur im Feld 5 in o.g. Abb. weist auf eine aufwändige Reparatur beim Auftreten der Fehlerursache hin.

Ein hoher Wert für E bei der Wirksamkeit der Maßnahmen im Feld 6 in o.g. Abb. weist darauf hin, dass die vorgesehenen Maßnahmen, z.B. Tests, Er-probungen, Analysen oder Simulationen, während der Entwicklung mögli-cherweise ergänzt, ersetzt oder verbessert werden müssen.

8.3.4.2 Reihung und Klassenbildung nach Risiko

Das Risiko leitet sich aus dem Schadensausmaß in Verbindung mit der Schadenshäufigkeit ab. Das Risiko kann unter anderem durch geeignete Maßnahmen als Reaktion auf Entdeckungsmaßnahmen in der Absicherung der Produktauslegung, Produktion bzw. im Kundenbetrieb und im Service reduziert werden.

Kombinationen der Kennzahlen aus der FMEA können verwendet werden, um eine Reihung der Risiken durchzuführen oder um Risiken in Klassen einzuteilen. Beides kann sinnvoll sein, um bei einer umfangreichen FMEA die nach dem jeweiligen Kriterium „höchsten“ Risiken zu identifizieren.

Allerdings sollte man beachten, dass die Entscheidung, ob eine Maßnahme erforderlich ist, Phase Maßnahmenentscheidung, in bestimmten Fällen nicht alleine aus einer Betrachtung der Bewertung B, A und E und deren Kombination getroffen werden kann, da einige möglicherweise für die Ent-scheidung wesentlichen Aspekt nicht in diesen Größen ausgedrückt werden können. Beispielsweise wird die Wahrscheinlichkeit, dass eine Fehlerursa-che auch tatsächlich zur Fehlerfolge führt, von keiner der Kenngrößen be-rücksichtigt; sie spielt aber bei der Maßnahmenentscheidung eine wesentli-che Rolle. In Fällen, bei denen mehrere Ursachen zusammenkommen müssen, um eine Fehlerfolge auszulösen, kann die Anwendung anderer Methoden, wie z.B. die Fehlerbaumanalyse, zur Entscheidung über Maß-nahmen sinnvoll sein.

Im Folgenden werden beispielhaft einige Vorgehensweisen zur Reihung und Klassifizierung vorgestellt.

System-FMEA 134

8.3.4.3 Priorisierung mit individuellen Grenzwerten für B, A, E

Eine einfache Möglichkeit, um zu priorisieren, bildet das folgende Verfah-ren:

1. Selektiere alle Fehlerursachen, die zu einem B > Grenzwert für B führen, z.B. alle B > 9 oder alle B > 8.

2. Selektiere aus dieser Gruppe alle Fehlerursachen mit A > Grenzwert für A, z.B. alle A > 1 oder A > 2.

3. Selektiere davon alle Fehlerursachen, bei denen E > Grenzwert für E, z.B. alle E > 8 oder E > 6.

Die so gewonnene Gruppierung beinhaltet die Fehlerursachen mit der höchsten Priorität. Das Verfahren kann nun mehrmals mit unterschiedlichen Grenzwerten durchlaufen werden, so dass mehrere Gruppierungen mit un-terschiedlicher Priorität gebildet werden.

8.3.4.4 Qualitätsrisiko

Eine hohe Auftretenshäufigkeit der Fehlerursache, Feld 1 in Abb. 8.3.4.4-1, in Verbindung mit einem B > Grenzwert für B ist ein Hinweis auf häufige Kundenreklamationen. Um die nach diesem Gesichtspunkt wichtigen Fehler zu erhalten, kann man eine Reihung anhand der Auftretenshäufigkeit vor-nehmen. Dabei werden nur diejenigen Fehler betrachtet, für die B > Grenzwert gilt.

In Kombination mit hohen Werten bei der Entdeckung in der Servicewerk-statt, Feld 4 in Abb. 8.3.4.4.-2, und bei der Effizienz der Reparatur, Feld 5 in Abb. 8.4.4.4-3, kann man auf einen hohen Aufwand bei Fehlersuche und Reparatur schließen.

Beispielsweise geht man in einer speziellen FMEA zur Betrachtung der Serviceumfänge davon aus, dass Kunden die Werkstatt aufsuchen, wenn die Fehlerfolge z.B. mit B > 5 eingestuft wurde. In einer anderen FMEA kann dieser Grenzwert bei einem anderen B-Wert liegen. Um abzuschät-zen, wie häufig ein solcher Werkstattaufenthalt ist, betrachtet man die Auf-tretenshäufigkeit aller Fehlerursachen, deren Fehlerfolge im Beispiel mit B > 5 bewertet wurde. Eine solche nach Auftretenshäufigkeit sortierte Liste kann helfen, potenzielle häufige Kundenreklamationen zu identifizieren. Wenn man die Liste nach der Summe aus Auftretenshäufigkeit und „Entde-

System-FMEA 135

ckung in der Servicewerkstatt“ und ggf. „Reparaturaufwand“ sortiert, kann dies helfen, solche Fehlerursachen zu identifizieren, die potenziell relativ häufig auftreten, schwer zu finden sind und aufwändige Reparaturen erfor-dern. Die einzelnen Werte können zusätzlich mit individuellen Gewichtungs-faktoren versehen werden.

8.3.4.5 Risikograph

Eine weitere Möglichkeit zur Klassifizierung in Risikoklassen kann durch ei-ne individuell festgelegte tabellarische Zuordnung erfolgen, mit der auch Nichtlinearitäten und unterschiedliche Gewichtung von Schäden berück-sichtigt werden können.

Der Risikograph ermöglicht die Klassifizierung des Risikos u.a. zur Ermitt-lung von Handlungsbedarf bzw. als Freigabebedingung.

Der hier dargestellte Risikograph und die darin enthaltenen Grenzwerte sind lediglich zur Erläuterung der Methode gedacht. Die Grenzwerte sind firmen- bzw. projektspezifisch festzulegen.

B

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A

Abbildung 8.3.4.5-1 Risikograph

System-FMEA 136

B Bedeutung der Fehlerfolge auf oberer Ebene (Fahrzeug, Fahrer, Umwelt) unter Berücksichtigung der Systemreaktionen aufgrund der Entdeckungsmaßnahme (E) im System bzw. die Bedeutung der Fehlerfolge für den Hersteller

A Auftretenswahrscheinlichkeit (A) der Fehlerursache im Feld bzw. Auftretenswahrscheinlichkeit der Fehlerursache beim Hersteller abzüglich der durch die Entdeckungsmaßnahme entdeckten Feh-ler der Prozess-FMEA (= Schlupf)

• Grüner Bereich: es besteht kein Handlungsbedarf. • Gelber Bereich: es besteht kein zwingender Handlungsbedarf, das

Risiko sollte durch geeignete Maßnahmen reduziert werden.

• Roter Bereich: es besteht Handlungsbedarf, das Risiko muss durch geeignete Maßnahmen reduziert werden.

8.3.5 Risiko unter Berücksichtigung der Entdeckung im Kunden-

betrieb

8.3.5.1 Keine Fehlerentdeckung im Kundenbetrieb vorgesehen

Wird die ursprüngliche Fehlerfolge ohne Fehlerentdeckung und -reaktion im Kundenbetrieb beschrieben, kann das Risiko aus der Kombination von Be-deutung und Auftretenswahrscheinlichkeit bestimmt werden. Eine einfache Kombination ist die Addition der beiden Werte, Abb. 8.3.5-1. Die Wirksam-keit der Entdeckungsmaßnahmen ist in diesem Risikowert nicht enthalten.

Wenn Entdeckungsmaßnahmen wie Tests, Erprobungen, Analysen Simula-tionen usw. zu einer Systemänderung führen, welche die Zuverlässigkeit erhöhen oder die Bedeutung der Fehlerfolge reduzieren, so spiegelt dies sich in veränderten Werten der Bedeutung oder Auftretenswahrscheinlich-keit wider. Ein niedriger Wert bei der Wirksamkeit von Entdeckungsmaß-nahmen weist darauf hin, dass die Aussage bezüglich des Risikos durch ausreichende Maßnahmen fundiert ist.

System-FMEA 137

R

11

Abbildung 8.3.5.1-1 Fehlernetz ohne Vermeidungs- und Entdeckungs-maßnahmen im Kundenbetrieb

Das Risiko ergibt hier zu Risiko = B+A, im Beispiel: R = 10+1 = 11.

Wird eine Überwachungs- oder Diagnosefunktion eingesetzt, die im Kun-denbetrieb Fehler entdeckten und zu geeigneten Fehlerreaktionen führen soll, so kann man 2 Fälle unterscheiden:

8.3.5.2 Bewertung der Fehlerbeherrschung im Kundenbetrieb

Im ersten Fall wird die vorgesehene Fehlerreaktion vorausgesetzt und die Bedeutung der abgemilderten Fehlerfolge bewertet; dabei kann ein niedri-ger B-Wert angesetzt werden.

Abbildung 8.3.5.21-1 Bewertung bei erfolgreicher Fehlerbeherrschung

Das Risiko ergibt nach gleicher Rechenvorschrift wie vorher zu Risiko = B+A, im Beispiel mit Risiko = 8 + 4 = 12 bzw. Risiko = 8 + 2 = 10 bei Be-rücksichtigung der noch nicht abgeschlossenen Maßnahme.

12 (10)

System-FMEA 138

8.3.5.3 Bewertung der potenziell fehlerhaften Fehlerentdeckung oder Fehlerreaktion im Kundenbetrieb

Zusätzlich kann berücksichtigt werden, dass potenziell die Fehlerentde-ckung oder Fehlerreaktion versagen kann. Damit dies eintritt, muss sowohl die ursprüngliche Fehlerursache eintreten als auch die Fehlerentdeckung oder die Fehlerbehandlung versagen.

Das Risiko ergibt sich jetzt aus einer Kombination der Größen B, Auftre-tenshäufigkeit der Fehlerursache, Feld 1 in Abb. 8.3.5.3-1, E, der Entde-ckung im Kundenbetrieb, Feld 2, und A, der Ausfallwahrscheinlichkeit der Fehlerreaktion, Feld 3.

Da bei Versagen der Fehlerentdeckung bzw. Reaktion meist eine sehr un-erwünschte Fehlerfolge eintritt, kann vereinfachend pauschal die Bewer-tung B = 10 angesetzt werden. Dadurch vereinfacht sich die Berechnung.

Wenn für die Bewertung von Entdeckung im Kundenbetrieb, Feld 2, und Ausfallwahrscheinlichkeit der Fehlerreaktion, Feld 3, vergleichbare Bewer-tungsmaßstäbe angesetzt wurden, so ist es ausreichend, den größeren der beiden Werte zu berücksichtigen, da nur dieser relevanten Einfluss hat, vgl.: „Eine Kette ist so stark wie ihr schwächstes Glied“.

Ferner ist es sinnvoll, dass die Entdeckung im Kundenbetrieb, Feld 2, bzw. Ausfallwahrscheinlichkeit der Fehlerreaktion, Feld 3, mit einer niedrigeren Gewichtung eingeht. Dies kann mit den unterschiedlichen Bewertungstabel-len (siehe ppm-Werte) begründet werden und entspricht dem allgemeinen Grundsatz, dass Fehlervermeidung gegenüber Fehlerbeherrschung vorzu-ziehen ist. Daher wird der Wert für Entdeckung im Kundenbetrieb, Feld 2, und Ausfallwahrscheinlichkeit der Fehlerreaktion, Feld 3, nur halb bewertet. Um den Risikowert mit dem von Fall 1 vergleichen zu können, wird die Zahl 5 addiert.

System-FMEA 139

10 (8)

Abbildung 8.3.5.3-1 Bewertung von Vermeidungs- und Entdeckungs-maßnahmen im Kundenbetrieb

Es ergibt sich also die Rechenvorschrift Risiko = 5 + Auftretenshäufigkeit (Feld 1) + ½ Entdeckung im Kundenbetrieb (Feld 2) bzw. ½ Versagens-wahrscheinlichkeit Fehlerreaktion (Feld 3).

Im Beispiel: Risiko = 5 + 4 + ½*2 = 10 bzw. Risiko = 5 + (2) +½*2 = (8). Der Wert in Klammern weist wie immer auf noch nicht abgeschlossene Maßnahmen hin.

Zusammenfassend kann man feststellen, dass die hier vorgestellten Me-thoden vergleichende Aussagen zu speziellen Fragestellungen liefern kön-nen. Für weitere Fragestellungen können durch ähnliche Überlegungen weitere Kenngrößen entwickelt werden. Voraussetzung ist dabei ein klares Verständnis des FMEA-Teams bezüglich der jeweils verwendeten Bewer-tungstabellen. Bei der Interpretation von Kenngrößen und Gruppierungen ist zu berücksichtigen, dass die FMEA stets ein Modell darstellt, das nicht alle Aspekte berücksichtigen kann. Daher können Kennzahlen und Grup-pierungen zwar wertvolle Hinweise liefern; sie sollten aber nie alleinige Grundlage von Entscheidungen sein.

System-FMEA 140

8.4 FMEA für Softwareumfänge

Immer häufiger werden Funktionen eines Systems durch Software reali-siert. Die Funktionsfähigkeit eines Systems wird durch die Produkt-FMEA1) untersucht, somit ist die Betrachtung von Softwareumfängen ein Teil davon. Bei der Analyse des Software-Umfangs sollten das System und dessen Wirkungsbeziehungen gesamtheitlich betrachtet werden.

Bei der Betrachtung von Software-Umfängen können spezielle Fragestel-lungen auftreten, die im folgenden Kapitel betrachtet werden.

1) Der Begriff „Software-FMEA“ wird nicht verwendet, da die SW im Systemzusammenhang untersucht wird.

8.4.1 Allgemeines

8.4.1.1 Zielsetzung der Betrachtung von Software-Umfängen

• Analyse der Anforderungen an die Software: • Forderung aus dem Gesamtsystem • Überprüfung der Basisinformationen/Randbedingungen/Vorgaben • systematische Festlegung von Maßnahmen zur Risikominimierung,

z.B. Konzeptänderung, Vermeidung, Entdeckung. • Analyse von möglichen Fehlern in Software-Umfängen:

• Auswirkung auf das Gesamtsystem • Darstellung des Zusammenwirkens von Software-Modulen im Ge-

samtsystem • Einschätzung der Risiken von Software-Modulen.

8.4.1.2 FMEA im Software-Entwicklungsprozess

Die FMEA eignet sich besonders zur Analyse der Forderungen und zur Va-lidierung der Umsetzung. Daher liegt ihr Einsatzgebiet vor allem im oberen Teil des dargestellten Modells, s. VDA Band 13, „Forderungen an Prozess und Produkte“

System-FMEA 141

Anforderungs-entwicklung

Architektur-entwicklung

Design-erarbeitung

ImplementierungFunktions-,Modul-integration

Produkt-integration

System-integration

System-abnahme

FZG-Abnahmetest

Systemtest

Produkttest

Funktions/Modul-

test

Validierung

Verifizierung

R e v i e w

Einsatzgebietder

FMEA

Einsatzgebietder

FMEA

8.4.1.3 Beziehungen zu anderen Methoden/Maßnahmen des SW-Engineerings

Die Betrachtung von Software-Umfängen in der FMEA kann sich auf die Erkenntnisse anderer Methoden/Maßnahmen des Software-Engineerings stützen. Umgekehrt können die Erkenntnisse aus der FMEA in andere Me-thoden/Maßnahmen einfließen.

Ergänzend zur FMEA können andere Analysemethoden eingesetzt werden. Zum Beispiel: Petri-Netze bei Zeitabhängigkeit, Fault Tree Analysis/Event Tree Analysis bei Fehlerkombinationen, Software-Criticality-Analysis bei Ri-sikoeinschätzung von Software-Modulen.

System-FMEA 142

8.4.2 Strukturanalyse

Die Softwarefunktionen werden als Teilsystem in die Gesamtstruktur einge-bunden.

Software ist in der Regel modular aufgebaut. Die Software-Module können in der Systemstruktur als Systemelemente dargestellt werden. Dadurch kann der modulare Aufbau der Software widergespiegelt werden. Die Struk-tur dient zur Veranschaulichung der verschiedenen Hierarchieebenen. Sie ist nicht zur Darstellung des Signalflusses innerhalb der Software geeignet, siehe Darstellung der Fehlerfortpflanzung.

8.4.2.1 Integration von Hardware- und Softwareumfängen

Bei der Betrachtung von Software-Umfängen ist auch eine Untersuchung der hierfür erforderlichen Hardware notwendig. Eine mögliche Einbindung in die Gesamtstruktur ist in folgendem Beispiel dargestellt.

8.4.2.2 Darstellung des Beispiels

1.1.2.2Motorsteuergerät

1.1.2.2.1ECU Hardware

1.1.2.2.1.1Spannungversorgung

1.1.2.2.1.2Eingangsbeschaltung

1.1.2.2.1.3Rechner HW

1.1.2.2.1.4Ausgangstreiber

1.1.2.2.1.5Gehäuse

1.1.2.2.1.6Stecker

1.1.2.2.1.7.....

1.1.2.2.2ECU Software

1.1.2.2.2.1Betriebssystem

1.1.2.2.2.2Funktions SW

1.1.2.2.2.2.1PWG-Wert Modul

1.1.2.2.2.2.2Drosselklappen Istwert Modul

1.1.2.2.2.2.3Lageregelmodul

1.1.2.2.2.3Überwachungs SW

Abbildung 8.4.2.2-1 Betrachtung von Software-Umfängen

System-FMEA 143

8.4.3 Funktionsanalyse

Die durch die Software dargestellten Funktionen werden bei den entspre-chenden Systemelementen abgebildet, z.B. Software-Module.

Einige Systeme verlangen aufgrund besonderer Anforderung an die

• Sicherheit, • Verfügbarkeit, z.B. Fehlertoleranz, Robustheit, • gesetzlichen Anforderungen, z.B. Abgas das Vorhandensein von Überwachungs- und Notlauf-/Abschaltfunktionen sowie der dazugehörigen Fahrerinformationen.

Falls dies durch Softwarediagnosefunktionen geschieht, sind sie als eigen-ständige Software-Funktionen im Rahmen der Produkt-FMEA zu untersu-chen.

8.4.4 Fehleranalyse

SW-Fehler entstehen grundsätzlich dadurch, dass die aufgenommen An-forderungen nicht den Kundenanforderungen entsprechen oder fehlerhaft sind, oder dass die Anforderungen nicht oder fehlerhaft umgesetzt werden.

Mögliche Fehler können durchaus genauer angegeben werden. Bezüglich der Architektur können Fehler zum Beispiel

• bei der Konfiguration des Betriebsystems, z.B. Tasking-Probleme, wie Timeouts,

• bei der Zuordnung der SW zur HW, Ressourcenüberlastung des Pro-zessors,

• bei der Konfiguration des Busses auftreten.

Die Ursachen für Software-Fehler liegen häufig im Software-Entwicklungs-prozess.

Bei Software-Fehlern handelt es sich um systematische Fehler, deren Auf-treten von Randbedingungen abhängt und alle mit dem Software-Stand ausgelieferten Systeme betrifft.

System-FMEA 144

Im Software-Entwicklungsprozess können unter anderem die folgenden in der FMEA zu betrachtenden Fehler entstehen:

• Anforderungsentwicklung • Spezifikationsfehler in der kompletten Software oder Module:

z.B. nicht vollständig, missverständlich, nicht widerspruchsfrei in sich selbst und zu anderen

• Spezifikation nicht validierbar • Fehler/Abweichung der Spezifikation vom geforderten Systemver-

halten • ungenügende Robustheit bezüglich Hardware-Fehlern im System,

z.B. Bitkipper, Quarzfehler, CPU-Fehler, RAM/ROM-Fehler, Sen-sorfehler, Busfehler, Energieversorgung, Interrupts usw.

• Architekturentwicklung, z.B.Aufbau der Software-Module; Zuordnung

zur Hardware • Strukturierung der Module ungeeignet für den Einsatzzweck • Zuordnung der Software zur Hardware ungeeignet • ungeeignetes Betriebssystem • Datenkommunikation ungeeignet, z.B. Bussysteme.

• Designerarbeitung

• Fehler bei der Festlegung von Datenstrukturen, Schnittstellen, Ab-läufen und Algorithmen.

• Implementierung (Codegenerierung) • Software-Integration, z.B. Funktion-/Modul-/Produkt-/Systemintegra-

tion, und Systemabnahme • falsche Applikation, z.B. falsche Grenzen für Kennlinie während

Auslegung • falsche Version • falsche Konfiguration.

Im weiteren Produktlebenszyklus, z.B. Bandende oder Werkstatt, können die folgenden in der FMEA zu betrachtenden Fehler entstehen:

• falsche Parametrisierung • falsche Version • falsche Konfiguration.

System-FMEA 145

8.4.4.1 Darstellung der Fehlerfortpflanzung

Eine Darstellung des Signalflusses und dessen Wirkzusammenhänge in-nerhalb verschiedener Detaillierungsebenen ist abhängig von der Zielset-zung. Falls der Signalfluss nicht innerhalb der FMEA dargestellt wird, müs-sen die technischen Dokumentationen, aus denen die Signalflüsse und Wirkzusammenhänge hervorgehen, in der FMEA referenziert werden.

Ist eine Darstellung des Signalflusses und dessen Wirkzusammenhänge innerhalb der FMEA erforderlich, so gibt es folgende Möglichkeiten:

• Bemerkung bei einfachen Zusammenhängen • Darstellung als Fehlerfolgenkette.

Wirkungsverlauf

Notlauf Komfort - einbuße

Liegen - bleiber

Sensor Mechanik

Signalauf-bereitung

Endstufen µC

LogikSicher-heits-

konzepte

Steuergerät

N_MOT


CAN

Beispiel: Drosselklappensteller

KFZ

Abstand zu groß

Sensor sendet kein

Signal Keine

Motor - DZ an µC

Keine Aktivierung

Endstufe

Keine Zündung

Liegen - bleiber

Zahnrad dreht sich

nicht

Wirkungsverlauf


Liegen - bleiber

Sensor Mechanik

Signalauf-bereitung

Endstufen µC

LogikSicher-heits-

konzepte

Steuergerät

N_MOT


CAN


Liegen - bleiber

Sensor Mechanik

Signalauf-bereitung

Endstufen µC

LogikSicher-heits-

konzepte

Steuergerät

N_MOT


CAN

KFZ

Abstand zu groß

Abstand zu groß

Sensor sendet kein

Signal Sensor

sendet kein Signal

Keine Motor - DZ

an µC

Keine Motor - DZ

an µC

Keine Aktivierung

Endstufe

Keine Aktivierung

Endstufe

Keine Zündung

Keine Zündung

Liegen - bleiber Liegen - bleiber

Zahnrad dreht sich

nicht

Zahnrad dreht sich

nicht

Abbildung 8.4.4.1-1 Fehlerfolgenkette

System-FMEA 146

9 Beurteilung einer Analyse

Dem Auditor soll mit dieser Checkliste eine Hilfestellung zur Bewertung von FMEAs zur Verfügung gestellt werden.

Oftmals sind die Systematik sowie die eindeutige Zuordnung der Struktur und die Bewertung der vorgelegten Dokumente / Daten der FMEA nicht ein-fach durchzuführen.

Anhand der nachfolgenden Checkliste mit Erläuterungen zu den einzelnen Fragen ist dieser Sachverhalt evtl. einfacher umsetzbar.

Die Checkliste orientiert sich am prinzipiellen Ablauf der FMEA, wie er in den einzelnen Kapiteln beschrieben ist.

Welche Auditforderungen sind zu berücksichtigen?

• VDA 6.1, 6.2, 6.4 / Systemaudit • VDA 2 / PPF (EMPB) • VDA 4.3 / Projektplanung • ISO/TS 16949 / Systemaudit • QS-9000 – APQP / PPAP / FMEA • ISO 9000:2000 ff / Systemaudit • Kundenspezifische Forderungen • IATF • VDA-QMC • AIAG. Beteiligung und Forderungen:

• sind alle notwendigen Funktionen beteiligt? • bestehen Forderungen aus Produkt, z.B. Spezifikationen usw. intern/

extern? • liegen alle Anforderungen an das Produkt / an den Prozess zur Durch-

führung der FMEA vor? • gibt es Lastenheft, Pflichtenheft, Forderungskatalog, Lieferantenleitfa-

den usw.?

System-FMEA 147

Betrachtungsumfang/-Schnittstellen:

Betrachtungstiefe

• richtig definiert? Begründung der Abgrenzung

• wurde dies dokumentiert? Systembetrachtung

• bilden die Struktur und der Funktionsbaum diese Punkte ab? • wurde die Abgrenzung priorisiert?

Produk

Fahrzeug

Produk- grupp

Antrieb

Fahrwerk

Karosserie

Elektrik

Teil-syste

Beifahrertür

Fahrertür

BauteiFührungs -

schiene Scheibe

Antrieb

3. Ebene

1. Ebene 2. Ebene

4. Ebene

Produk

Fahrzeug

Produkt

Fahrzeug

Produkgrupp

Antrieb

Fahrwerk

Karosserie

Elektrik

gruppe

Antrieb

Fahrwerk

Karosserie

Elektrik

Syste

Türen

System

Türen

Rohkarosse

Teil-syste

Beifahrertür

Fahrertür

Teil-system

Beifahrertür

Fahrertür

Tür-Rahmen

Fenster

Verkleidung

BaugruppeTürrahmen

Fenster

Verkleidung

BauteiScheibe

Antrieb

Bauteil Scheibe

Antrieb

Merkmal

Material-eigenschaft

Geometrie-auslegung

3. Ebene

1. Ebene 2. Ebene

4. Ebene

schiene Führungs-

Produkt-

Abbildung 9-1 Definition der Betrachtungsebenen

Bei der jeweiligen Betrachtungsebene

• ist die Durchgängigkeit der Funktions- und Fehlfunktionszusammen-hänge nachzuweisen!

• sind die kausalen Zusammenhänge durchgängig nachweisbar?

System-FMEA 148

Korrelation zwischen Funktion- und Fehlfunktionsbeschreibung

Richtige Verknüpfung der Fehlfunktionen gemäß dem kausalen Zusam-menhang

• Beispiel/Rückkopplung aus Prozess auf Produkt Abhängigkeiten auf Integrationsebenen

• Sind innerhalb einer Integrationsebene Abhängigkeiten untereinander betrachtet worden?

Übereinstimmung Formblatt mit Strukturbaum

• Sind die Inhalte zwischen Formblatt und Struktur-/Funktions-/Fehlfunk-tionsdarstellung deckungsgleich?

Bewertungskatalog

• Nach welchem Katalog wurde bewertet? Input für die Bewertung

• Welche Eingangsgrößen zur Bewertung liegen vor? • Bewertungskatalog • Q-Daten • Entwicklungs- Erprobungsergebnisse • Herstellerangaben.

Einstufung der Bewertung

• Wurden zu jedem potenziellen Risiko Maßnahmen definiert und umge-setzt, kann die FMEA auch ohne Durchführung einer Bewertung aner-kannt werden!

• Wenn eine Festlegung (Dokumentation) zur Bewertung vorliegt bzw. ableitend aus einer Bewertung Maßnahmen priorisiert werden, dann ist die FMEA nicht anzuerkennen, wenn dies so nicht umgesetzt wurde!

• Die RPZ kann in keinem Fall Risikoschwerpunkte darstellen!

System-FMEA 149

Beispiel: RPZ = B x A x E

a) Sicherheitsteil 60 = 10 x 2 x 3 b) Komfortbereich/Aussehensteil 300 = 3 x 10 x 10 Bewertungsinterpretation

• Liegt eine sinnvolle Festlegung zu Risikoschwerpunkten vor? => priorisierte Maßnahmen und => Maßnahmendefinition bezogen auf Einzelbewertung ( B / A / E)

Maßnahmenstand

• Wurden alle Maßnahmen umgesetzt? • Wie ist das am Produkt zu erkennen?

• in Spezifikation festgelegt? • in Reviewprotokollen nachweisbar? • in Erprobungsplänen/Controlplan enthalten?

• Wurde ein Plausibilitätscheck durchgeführt? (Korrelation der FMEA zur Produktionsphase)

• Sind die 0-km- u. Felddaten sowie die Lieferanteninformationen be-rücksichtigt?

• Gibt es eine Rückkopplung aus der Praxis in die FMEA? • Wie ist der Aktualisierungsstand? Informationsaustausch

Findet ein Abgleich statt zwischen: Produkt-/Prozess-FMEA und weiteren Prozessen, z.B.

• Logistik • Analyse • FMEA gleichwertiger Produkte usw. • Spezifikationen • Best Practise?

System-FMEA 150

Dokumentation

• Wie sind die Ablage und der Zugriff auf die FMEA Unterlagen geregelt, nachweisbar?

• Findet ein Knowledge sharing / re-use statt? Logischer Ablauf der FMEA

• Zwischen Design- und Prozess-FMEA gibt es keine zwangsläufige Reihenfolge!

Feldbeobachtung

• Kann eine Rückkopplung der Felddaten in Design- und Prozess-FMEA nachgewiesen werden (FMEA update)?

Specific Characteristics, z.B. SC / Critical Characteristics, z.B. CC

• Wurden Kundenvorgaben berücksichtigt? • Wurde eine Identifizierung von internen Merkmalen durchgeführt? • Sind diese Abläufe geregelt? • Ist ein Zusammenhang zum Controlplan herstellbar? • Wurden diese Forderungen auch in der Prozessbetrachtung berück-

sichtigt? Freigabe/-Prozess (Team/Entscheider)

• Ist ein Zusammenhang zu den Inhalten und den Zeitpunkten herstell-bar, z.B. 1. Phase: Struktur, Funktion, Fehlfunktion 2. Phase: Bewertung und Maßnahmen 3. Phase: Abschluss?

• Ist eine Unterschriftenregelung vorhanden/nachweisbar? Zusammenhang zwischen Projektplanung und FMEA

• Wurde eine Projektplanung inkl. FMEA durchgeführt, • ist eine Terminierung mit der FMEA herstellbar und • wurden die Ressourcen geplant (Team)?

System-FMEA 151

StrukturFunktionenFunktionsbäume/NetzeFehlfunktionenFehlerbäume/NetzeVermeidungsmaßnahmenEntdeckungsmaßnahmenBedeutungAuftretenswahrscheinlichkeitEntdeckungswahrscheinlichkeitVerantwortlicherTerminBearbeitungsstandAuswahl von SchwerpunktenPrioritäten für Optimierung

QFD

DO

E

SPC

Ishi

kaw

a

Pare

to/ A

BC

Wer

tana

lyse

Wei

bull

FTA

ETASeite 1

FMEA - Elemente



QFD

DO

E

SPC

Ishi

kaw

a

Pare

to/ A

BC

Wer

tana

lyse

Wei

bull

FTA

ETASeite 1

FMEA - Elemente

StrukturFunktionen/MerkmaleFunktionsbäume/NetzeFehlfunktionenFehlerbäume/NetzeVermeidungsmaßnahmenEntdeckungsmaßnahmenBedeutungAuftretenswahrscheinlichkeitEntdeckungswahrscheinlichkeitVerantwortlicherTerminBearbeitungsstandAuswahl von SchwerpunktenPrioritäten für Optimierung

PM (P

roje

kt-

Man

agem

ent)

Aud

its

Plan

ung

War

tung

spla

n

Dia

gnos

e

PLP/

CP

QM

-Pla

n

Syst

em-

Prüf

plan

SIS

(G&

K)

TRIZSeite 2

FMEA - Elemente



PM (P

roje

kt-

Man

agem

ent)

Aud

its

Plan

ung

War

tung

spla

n

Dia

gnos

e

PLP/

CP

QM

-Pla

n

Syst

em-

Prüf

plan

SIS

(G&

K)

TRIZSeite 2

FMEA - Elemente

System-FMEA 152

CChheecckklliissttee zzuurr FFMMEEAA--BBeeuurrtteeiilluunngg

Titel / Thema: ........................................................................ FMEA erstellt von ........................................................................ (Firma, Abteilung usw.): ........................................................................ Bewertet von: ........................................................................ Datum der Bewertung: ........................................................................ Der vorliegende Fragenkatalog ist ein Hilfsmittel zur einheitlichen Beurtei-lung intern oder extern erstellter FMEAs. Er richtet sich an Projektleiter und Fachexperten aus den Bereichen Entwicklung, Prozessplanung, Qualitäts-management, Materialwirtschaft usw., die Grundkenntnisse der FMEA-Methode besitzen.

System-FMEA 153


Inhalte des Fragenkatalogs

0. Organisation 1. Strukturanalyse 2. Funktionsanalyse 3. Fehleranalyse 4. Maßnahmenanalyse 5. Optimierung 6. Status

Jeder Themenblock enthält Einzelfra-gen, die zu bewerten sind

☺ = Kriterien erfüllt

= Nacharbeit notwendig

= Kriterien nicht erreicht

System-FMEA 154


0 Organisation ☺

Bemerkungen

0.1 Wurden der Betrachtungsumfang und die Ziele der Analyse genau definiert?

Detaillierte Zielbeschreibung

0.2 Gibt es eine systematische Vorgehensweise für das Erken-nen risikobehafteter Umfänge?

Risikobewer-tung/Risikoabschätzung für die Auswahlanalyse

0.3 Ist aus der FMEA ersichtlich, ob eine Produkt-FMEA oder eine Prozess-FMEA durchgeführt wurde?

0.4 Wurde die FMEA im Team er-stellt?

0.5 Ist das FMEA-Team sinnvoll zu-sammengesetzt und in die FMEA-Methode eingeführt?

Einsatz eines ausgebildeten FMEA-Methodikers. Einbindung aller Bereiche.

0.6 Sind die Teammitglieder nament-lich mit Funktionen benannt?

Entwicklung, Versuch, Planer, QM, Fertigung, Montage, Ver-trieb, Kundendienst, Einkauf, Me-thodik, usw.

0.7 Sind die FMEA-Verantwort-lichen festgelegt (Technische In-halte, methodisches Vorgehen)?

Projektleiter, Entwickler/Planer, Methodiker

0.8 Sind die Aufgaben eindeutig zu-geordnet?

Ansprechpartner, Methodik, Mo-deration, Maßnahmenverfolgung usw.

0.9 Entspricht der Stand der FMEA dem aktuellen Stand der Pro-duktentwicklung, Prozess- oder Dienstleistungsplanung?

System-FMEA 155


1 Systemstruktur ☺

Bemerkungen

1.1 Liegt eine nachvollziehbare Sys-tembeschreibung bzw. Pro-zessbeschreibung vor?

Lastenhefte, Zeichnungen, Funk-tionsbeschreibungen, Ausle-gungspläne, Struktur usw.

1.2 Wurden die Systemstruktur er-stellt und die Grenzen der Be-trachtung innerhalb des Systems eindeutig festgelegt?

Naht-/Schnittstellen

1.3 Ist der Betrachtungsumfang be-züglich Betrachtungstiefe eindeu-tig nachvollziehbar abgebildet?

Visualisierung des Systems

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

System-FMEA 156


2 Funktionsanalyse ☺

Bemerkungen

2.1 Sind alle Funktionen einzeln be-nannt?

Funktionen sind eindeutig mit Substantiv und Verb sowie Ob-jekt zu beschreiben

2.2 Sind alle Funktionen logisch mit-einander verknüpft?

Funktionsbäume/Funktionsnetze erstellt

2.3 Sind funktionswichtige Parame-ter mit konkreten Werten und Toleranzen versehen oder wird auf diese verwiesen?

Verweise auf Zeichnungen, Ein-zelheiten, Lastenhefte, besonde-re Merkmale usw.

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8

2.9

System-FMEA 157


3 Fehleranalyse ☺

Bemerkungen

3.1 Sind den einzelnen Funktionen mehrere Fehlfunktionen zuge-ordnet?

Nur die Negation der Funktion ist meistens zu wenig

3.2 Sind die Fehlfunktionen nur mit einem Fehlerattribut belegt?

Z.B.: „zu groß“ und „zu klein“, nicht „zu groß/klein“ oder „falsch“

3.3 Sind die Fehlfunktionen nach-vollziehbar eindeutig beschrie-ben?

Vielfach ist es notwendig, Plus- und Minustoleranzen einzeln auf-zuführen, wenn sich daraus un-terschiedliche Fehlerfolgen erge-ben

3.4 Sind die Fehlfunktionen lo-gisch miteinander verknüpft?

Fehlfunktionsnetze/ Fehlfunktionsbäume erstellt

3.5 Sind die in den vorliegenden Fehlfunktionsnetzen darge-stellten Zusammenhänge zwi-schen Fehlerfolge, Fehler und Fehlerursache im Formblatt korrekt abgebildet?

Abbildung von mindestens drei Ebenen (Fehlerfolge – Fehler – Fehlerursache)

3.6 Sind die vorliegenden Fehlfunk-tionsnetze für weitere Anwen-dungen verwendbar?

Varianten, Diagnose, Fehlersu-che, Wartungspläne, Prüfpläne usw.

3.7

3.8

3.9

System-FMEA 158


4 Maßnahmenanalyse ☺

Bemerkungen

4.1 Sind Bewertungskataloge für Bedeutung, Auftretens- und Entdeckungswahrscheinlichkeit vorhanden?

Evtl. eigene Bewertungskataloge analog zu den VDA-Vorgaben zur FMEA

4.2 Wurde bei den Bewertungska-talogen zwischen produkt- und prozessspezifischen Bewer-tungsmaßstäben unterschie-den?

Bewertungskatalog für Produkt- und Prozess-FMEA

4.3 Sind die Bewertungsmaßstä-be zwischen Auftraggeber und FMEA-Ersteller abgestimmt?

Evtl. Bewertungsvorgaben des Kunden

4.4 Sind gleiche Fehlerfolgen mit gleicher Bedeutung (B) im eigenen System bewertet?

Bewertungsmaßstäbe durchgän-gig anwenden

4.5 Sind gleiche Fehlerursachen mit Vermeidungsmaßnahmen mit gleichen A-Werten bewer-tet?

Vermeidungsmaßnahme wirkt gegen die Fehlerursache

4.6 Sind gleiche Fehlerursa-chen/Fehler mit Entde-ckungsmaßnahmen mit glei-chen E-Werten bewertet?

Entdeckungsmaßnahme wirkt gegen die Fehlerursache/Fehler

4.7 Wurden die Einzelfaktoren B, A und E bzw. die RPZ ausge-wertet?

Abstimmung im Team und keine Vorgabe von RPZ-Grenzen für Maßnahmen

4.8 Ist die Bedeutung der Fehler-folge für das eigene System dargestellt und mit dem Kunden abgestimmt?

Fehlerfolge auf das Gesamtsys-tem nicht unbedingt erkennbar!

rkung: Bewertungen A + E: Ohne V-Maßnahme ist für A grundsätz-lich eine 10 einzutragen! Ohne E-Maßnahme ist für E grundsätz-lich eine 10 einzutragen!

System-FMEA 159


5 Optimierung ☺

Bemerkungen

5.1 Sind bei Handlungsbedarf wirk-same Vermeidungsmaßnah-men benannt?

Ziel ist, das Auftreten auf ein ak-zeptables Niveau zu reduzieren (Auftreten vor Entdeckung redu-zieren)

5.2 Beheben oder mindern die Vermeidungsmaßnahmen die Fehlerursachen?

Gilt für geplante und durchge-führte Maßnahmen

5.3 Sind bei Handlungsbedarf wirk-same Entdeckungsmaßnah-men benannt?

Ziel ist es, das Entdecken auf ein akzeptables Niveau zu erhöhen

5.4 Sind die Entdeckungsmaß-nahmen geeignet, die Fehlerur-sachen/Fehler zu finden?

Gilt für geplante und durchge-führte Maßnahmen

5.5 Sind zu allen geplanten Maß-nahmen Verantwortliche be-nannt?

5.6 Sind zu allen geplanten Maß-nahmen Termine benannt?

5.7 Sind zu allen Maßnahmen die Bearbeitungsstände benannt und aktuell?

Erläuterung der Maßnahmen-stände siehe Anhang

5.8

5.9

System-FMEA 160


5 Optimierung ☺

Bemerkungen

5.10Sind offene und beschlossene Maßnahmen planerisch abge-stimmt und zur Umsetzung vorgesehen?

5.11Werden noch durchzuführende Maßnahmen auf ihre terminge-rechte Realisierung hin über-wacht?

5.12Erfolgte die Umsetzung der abgeschlossenen Maßnahmen termingerecht?

5.13Wird die FMEA in Reviewtermi-nen aktualisiert?

Anlass sind Wirksamkeit der Maßnahmen und Änderungen am System

5.14

5.15

5.16

5.17

5.18

System-FMEA 161


6 Status

6.1 Unbearbeitet, in Planung

Ideensammlung, Umsetzung der Maßnahme wurde noch nicht begonnen

Wegen Zeitmangel zur Realisierung wegen fehlender Technolo-

gie/Verfahren/Maschinen/Material z.Zt. nicht finanzierbar ist eine Idee für spätere Produkte/Prozesse

V/T: Verantwortlicher kann benannt sein, Termin kann nicht angegeben werden

6.2 In Entscheidung Maßnahme

ist definiert aber noch nicht entschieden Entscheidungsvorlage wird erstellt und nach

der Entscheidung aktualisiert

V/T: Verantwortlicher muss eingetragen sein, Termin muss angegeben sein

6.3 In Umsetzung Maßnahme

wurde beschlossen und ist in Umsetzung


6.4 Abgeschlossen Maßnahme

ist umgesetzt, deren Wirksamkeit ist nachge-wiesen und dokumentiert

eine abschließende Bewertung hat stattgefun-den


6.5 Verworfen Maßnahme

ist dokumentiert und erfordert in der Regel ei-ne Optimierung, Phasen M und U, Schritt 4 Maßnahmenanalyse


Hinweis: Der Grund für das „Verwerfen“ muss dokumentiert werden! Eine zusätzliche Dokumentation ist notwendig!

System-FMEA 162

BBeeiissppiieell PPrroojjeekkttssttaarrttbbrriieeff Projekttitel:

Zielsetzung:

Auftraggeber:

Projektleiter:

Projektdauer:

Methode:

Team:

Name: Funktion: Telefon: Abteilung:

Datum:

Auftraggeber: Projektleiter:

System-FMEA 163

BBeeiissppiieell SScchhwwaacchhsstteelllleenn--AAbblleeiittuunngg

Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse Produkt-FMEA Prozess-FMEA

FMEA-Nr.: Konstruktionsgruppe: Änderungsstand: System:

Qualitätsprobleme vergleichbarer Systeme: System/Komponente Beanstan-

dung (Fehlerbild)

Ursache (Versuchs-ergebnisse)

Eingeleitete Maßnahmen

System-FMEA 164

BBeeiissppiieell BBeewweerrttuunngg mmöögglliicchheerr MMaaßßnnaahhmmeenn

Mögliche Maßnahme bringt Amortisation Zeitlich

wirksam Rang

Nr. B A E Jahre K /M / L Bewertung: A Auftretenswahrscheinlichkeit L langfristig realisierbar B Bedeutung M mittelfristig realisierbar E Entdeckungswahrscheinlichkeit K kurzfristig realisierbar

System-FMEA 165

10 Beispiele für Bewertungstabellen

10.1 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Allgemeine Bedeutungskrite-rien B Produkt

B Allgemeine Bewertungskriterien Produkt für Bedeutung B

Anwendungsbezogene Bewertungs-kriterien können sein:

sehr hoch

10 – 9

Äußerst schwerwiegender Fehler, der die Sicherheit beeinträchtigt und/oder die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften verletzt. Existenzbedro-hendes Firmenrisiko.

hoch

8 – 7

Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs stark eingeschränkt bzw. Ausfall von Funktionen, die zum Fahrbetrieb notwendig sind. Sofortiger Werk-stattaufenthalt zwingend erforder-lich.

mäßig

6 – 5 –

4

Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs eingeschränkt, sofortiger Werkstatt-aufenthalt nicht erforderlich. Ausfall wichtiger Bedien- und Komfortsys-teme.

gering

3 - 2

Geringe Funktionsbeeinträchtigung des Fahrzeugs, Funktionseinschrän-kung wichtiger Bedien- und Kom-fortsysteme.

sehr ge-

ring 1

Sehr geringe Funktionsbeeinträchti-gung, nur vom Fachpersonal er-kennbar.

Sicherheit, Auswirkungen auf - Betreiber und Fahrzeuginsassen - andere Verkehrsteilneh-

mer/Personen/Servicepersonal - Gesundheit, Fahrerzeuginsassen

und Andere. - usw. Einhaltung gesetzlicher Vorschriften, Auswirkungen auf - Umwelt - Abgas - Zulassung - Produkthaftung - Gewährleistung und Kulanz - usw. Funktionalität - Liegenbleiber - Reduzierung der Fahrleistung - Bedienungseinschränkung - Geräusche - usw. Kosten durch - Reparatur - erhöhte Betriebskosten - Recycling - Rückrufaktion - usw. Firmenrisiko - Imageverlust - Kosten usw. Die Beschreibungen und Bewertungen der Fehlerfolgen müssen gemeinsam zwischen Hersteller und Kunden (nächster Abnehmer) festgelegt und bewertet werden. Wenn diese nicht bekannt sind, ist die Bedeutung der Fehlerfolge mit B = 10 zu bewerten.

System-FMEA 166

10.2 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Auftretenswahrscheinlichkeit A für Produktauslegung

A Produktauslegung Anwendungsbezogene Bewertungskri-terien können sein:

sehr hoch

10 – 9

Neuentwicklung von Syste-men/Komponenten ohne Erfahrung bzw. unter ungeklärten Einsatzbe-dingungen. Bekanntes System mit Problemen.

hoch

8 – 7

Neuentwicklung von Syste-men/Komponenten unter Einsatz neuer Technologien bzw. Einsatz bisher problematischer Technolo-gien. Bekanntes System mit Problemen.

mäßig

6 – 5 – 4

Neuentwicklung von Syste-men/Komponenten mit Erfahrung bzw. Detailänderungen früherer Entwicklungen unter vergleichba-ren Einsatzbedingungen. Bewährtes System/Komponenten mit langjähriger, schadensfreier Se-rienerfahrung unter geänderten Einsatzbedingungen.

gering

3 – 2

Neuentwicklung von Syste-men/Komponenten mit positiv ab-geschlossenen Nachweisverfahren. Detailänderungen an bewährten Systemen/Komponenten mit lang-jähriger, schadensfreier Seriener-fahrung unter vergleichbaren Einsatzbedingungen.

sehr ge-ring

1

Neuentwicklung bzw. bewährtes System/Komponenten mit Erfah-rung unter vergleichbaren (Unter-scheidung zu 2-3 erforderlich!) Einsatzbedingungen mit positiv ab-geschlossenem Nachweisverfah-ren. Bewährtes System/Komponenten mit langjähriger, schadensfreier Se-rienerfahrung unter vergleichbaren Einsatzbedingungen.

A beschreibt die Einschät-zung/Bestätigung der Auftretenswahr-scheinlichkeit der Fehlerursache unter Berücksichtigung der zugehörigen Vermeidungsmaßnahme. Einschätzung • Bei der präventiven Erstellung der

FMEA wird vor Durchführung der Entdeckungsmaßnahmen der nach dem aktuellen Kenntnisstand erwar-tete A-Wert eingeschätzt.

Bestätigung • Nach Durchführung der Entde-

ckungsmaßnahme während der Entwicklung und Nachweis der Wirksamkeit der Vermeidungs-maßnahmen wird die A-Bewertung entsprechend dem Ergebnis der Entdeckungsmaßnahme bestätigt oder korrigiert.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann ei-ne nachvollziehbare Zuordnung der A-Werte zu Ausfallraten, z.B. ppm-Werten, sinnvoll sein.

System-FMEA 167

10.3 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Entdeckungswahrscheinlich-keit E zur Absicherung der Produktauslegung

E Entdeckung zur Absicherung der Pro-duktauslegung

Anwendungsbezogene Bewer-tungskriterien können sein:

sehr ge-

ring

10 – 9

Sehr geringe Entdeckungswahrschein-lichkeit der Fehlfunktion, da kein Nach-weisverfahren bekannt bzw. kein Nachweisverfahren festgelegt ist.

gering

8 – 7

Geringe Entdeckungswahrscheinlich-keit der Fehlfunktion, da Nachweisver-fahren unsicher bzw. keine Erfahrung mit dem festgelegten Nachweisverfah-ren.

mäßig

6 – 5 – 4

Mäßige Entdeckungswahrscheinlich-keit der Fehlfunktion. Bewährtes Nachweisverfahren aus vergleichbaren Produkten unter neuen Einsatz-/Randbedingungen.

hoch

3 – 2

Hohe Entdeckungswahrscheinlichkeit der Fehlfunktion durch bewährtes Nachweisverfahren. Die Wirksamkeit der Entdeckungs-maßnahme wurde für dieses Produkt nachgewiesen.

sehr hoch

1

Sehr hohe Entdeckungswahrschein-lichkeit der Fehlfunktion durch be-währtes Nachweisverfahren an Vor-gängergeneration. Die Wirksamkeit der Entdeckungs-maßnahme wurde für dieses Produkt nachgewiesen.

Mit der Entdeckungswahrschein-lichkeit wird die Wirksamkeit der Entdeckungsmaßnahme bewertet.

Ziele der entwicklungsbegleitenden Entdeckungsmaßnahmen: • als Nachweisverfahren für die

korrekte technische Auslegung des Produktes

• zur Bestätigung oder Korrektur der anfangs eingeschätzten Auf-tretenswahrscheinlichkeit.

Zu berücksichtigen sind u.a.: • Baumusterstände • Grenzmuster • Stückzahl Erprobungsträger • Serienerprobung • Laborerprobung • Randbedingungen • Prüfparameter (Lastkollektiv) • Prüfeinrichtung • Erfahrungen mit der Entde-

ckungsmaßnahme • Analysen, Reviews, Simulationen • usw. Zur Beurteilung von Entdeckungs-wahrscheinlichkeit muss die Wirk-samkeit der Entdeckungsmaßnahmen nachgewiesen sein. Nach Durchführung der Entde-ckungsmaßnahmen wird die anfäng-lich eingeschätzte E-Bewertung ent-sprechend dem Ergebnis der Entde-ckungsmaßnahmen bestätigt oder korrigiert. Durch die Entdeckungsmaßnahmen wird die Eigenschaft eines Produktes nicht verändert, sondern ausschließlich durch eingeleitete Maßnahmen, z.B. durch aus den Entdeckungsmaß-nahmen abgeleiteten Verbesserungen. Die Ergebnisse von wirksamen Entde-ckungsmaßnahmen sind zur Korrektur oder Bestätigung der A-Bewertung nutzbar.

System-FMEA 168

10.4 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Auftretenswahrscheinlichkeit A mit Zuordnung von Ausfallraten

A Produktauslegung Ausfallrate in ppm pro Fahrzeuglebensdauer

Anwendungsbezogene Bewertungskriterien können sein:

10 500.000

9 100.000

8 30.000

7 10.000

6 5.000

5 2.000

4 500

3 100

2 10

1 1

A beschreibt die Einschätzung/Bestätigung der Auf-tretenswahrscheinlichkeit der Fehlerursache wäh-rend der Fahrzeuglebensdauer unter Berücksichti-gung der zugehörigen Vermeidungsmaßnahme. Grundsätzlich besteht kein Zwang, die A-Bewertung mit Ausfallraten (ppm-Werten) zu verknüpfen. Eine rein qualitative Einstufung ist oft zielführender, siehe Kapitel 0, „10.2 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Auftretens-wahrscheinlichkeit A für Produktauslegung“.

In besonderen Anwendungsfällen, z.B. im Rahmen ei-ner Zuverlässigkeits- oder Sicherheitsanalyse kann ei-ne nachvollziehbare Zuordnung von A-Werten zu Aus-fallraten sinnvoll sein.

Die Ausfallraten sind stets als grobe Einschätzungen nach dem aktuellen Kenntnisstand zu verstehen, die auf der Erfahrung mit vergleichbaren Produkten basie-ren. Eine Bestätigung oder Korrektur der Einschätzung kann nach Durchführung von Zuverlässigkeitsanalysen oder dem Vorliegen neuer Daten erfolgen.

Zur Abschätzung von Ausfallraten können z.B. Exper-tenschätzungen, Datenhandbücher, Gewähr-leistungsdatenbanken oder andere Erfahrungen aus dem Feld von vergleichbaren Produkten herangezogen werden. Dabei ist der jeweils zugrunde liegende Be-trachtungszeitraum, z.B. pro Stunde, pro Jahr, zu be-achten. Sofern von einer konstanten Ausfallrate ausge-gangen werden kann, ist es möglich, bei der Umrech-nung z.B. 400 Betriebsstunden pro Jahr und 15 Jahre Lebensdauer anzunehmen.

System-FMEA 169

10.5 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Entdeckungswahrscheinlich-keit E im Kundenbetrieb

E Entdeckung während der Nutzung und zur Diagnose


sehr ge-

ring

10 – 9

Es ist unmöglich oder unwahrschein-lich, dass der Fehler überhaupt oder rechtzeitig entdeckt wird. - Kein Monitoring/keine Diagnose

durch das System der zu überwa-chenden Funktionen

- Bei der Diagnose kaum oder nur mit sehr hohem Aufwand entdeck-bar

gering

8 – 7

Die Wahrscheinlichkeit ist gering, dass der Fehler überhaupt oder rechtzeitig entdeckt wird. - Monitoring/Diagnose von Teilum-

fängen der zu überwachenden Funktionen bzw. nur unter be-stimmten Betriebsbedingungen durch das System oder den Nutzer

- Veränderte Funktion, z.B. komfor-tabler Ersatzbetrieb

- Bei der Diagnose nur mit hohem Aufwand entdeckbar

mäßig

6 – 5 –

4

Die Wahrscheinlichkeit ist mäßig, dass der Fehler überhaupt oder rechtzeitig entdeckt wird. - Monitoring/Diagnose von Teilum-

fängen der zu überwachenden Funktionen durch das System

- Funktionsausfall/Ersatzbetrieb und/oder mit Warnung des Nutzers z.B. durch statisch angesteuerte Warnlampe

- Bei der Diagnose mit vertretbarem Aufwand entdeckbar

hoch

3 – 2

Die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass der Fehler rechtzeitig entdeckt wird. - Monitoring und Diagnose der zu

überwachenden Funktionen durch das System

- Funktionsausfall und Ersatzbetrieb mit deutlich spürbarer Beeinträch-tigung und/oder mit Warnung des Nutzers z.B. durch blinkende Warnleuchte

- Bei der Diagnose sicher mit gerin-gem Aufwand entdeckbar, z.B. durch Serviceroutine

Kriterien zur Beurteilung der Ent-deckungsmaßnahmen Ziele der Entdeckungsmaßnahmen - rechtzeitige Entdeckung von

Fehlern, die während des Be-triebs des Fahrzeuges auftreten können, um bei Bedarf geeigne-te Maßnahmen einleiten zu können.

Zeitpunkt der Entdeckung - Fehler gelten als entdeckt,

wenn der Zeitpunkt der Entde-ckung eine Reduzierung bzw. ein Vermeidung der ursprüngli-chen Fehlerfolge ermöglicht, z.B. zu wenig Motoröl, Warnung im Kombiinstrument, bevor Mo-torschaden eintritt.

Fehlerentdeckung durch das System - automatische Fehlererkennung

durch Plausibilisierung, Monito-ring/Diagnose,...

- z.B. ABS-Sensorüberwachung den Nutzer - starke Geräusche - verändertes Fahrverhalten - reduzierte Motorleistung - Warnlampen - akustische Warnung - Ölflecken am Boden - auffallender Geruch die Diagnose - Aufwand der Fehlersuche (Zeit,

Kosten, Messmittel usw.), z.B. Stoßdämpfertest, Fehlerspei-cher auslesen.

System-FMEA 170

E Entdeckung während der Nutzung und zur Diagnose


sehr hoch

1

Der Fehler wird sicher und rechtzeitig entdeckt. - Hochwertiges und unabhängiges

Monitoring und Diagnose der zu überwachenden Funktionen durch das System.

- Keinerlei Common Cause-Effekte zwischen Fehlerursache und Ent-deckungsmaßnahmen vorstellbar.

Funktionsausfall/Ersatzbetrieb mit sehr deutlich spürbarer Beeinträchtigung und/oder mit eindeutig wahrnehmbarer Warnung des Nutzers z.B. durch ein akustisches Signal - Durch Eigendiagnose/Anzeige oh-

ne zusätzliche Prüfmittel sicher entdeckbar durch den Nutzer oder die Diagnose

System-FMEA 171

10.6 Beispieltabelle Produkt-FMEA: Entdeckungswahrscheinlich-keit E im Kundenbetrieb [DIN EN 61508-2]

E Entdeckung während Kundenbetrieb


sehr hoch

10 – 9

Es ist unmöglich oder unwahrscheinlich, dass der Fehler überhaupt oder rechtzeitig entdeckt wird. - Kein Monitoring/keine Diagnose durch

das System der zu überwachenden Funktionen

- Bei der Diagnose kaum oder nur mit sehr hohem Aufwand entdeckbar

- Nutzer kann Fehler in der Regel nicht rechtzeitig entdecken

hoch

8 – 7

Die Wahrscheinlichkeit ist gering, dass der Fehler überhaupt oder rechtzeitig entdeckt wird. - Monitoring/Diagnose von Teilumfän-

gen der zu überwachenden Funktionen bzw. nur unter bestimmten Betriebs-bedingungen durch das System oder den Nutzer

- Entspricht z.B. Diagnosedeckungsgrad Gering (60%) nach DIN-EN 61508-2, Tabelle A1 – A15.

mäßig

6 – 5 –

4

Die Wahrscheinlichkeit ist mäßig, dass der Fehler überhaupt oder rechtzeitig entdeckt wird. - Monitoring/Diagnose von Teilumfän-

gen der zu überwachenden Funktionen durch das System

- Funktionsausfall/Ersatzbetrieb und/oder mit Warnung des Fahrers z.B. durch statisch angesteuerte Warnlam-pe

- Entspricht z.B. Diagnosedeckungsgrad Mittel (90%) nach DIN-EN 61508-2, Tabelle A1 – A15.

gering

3 - 2

Die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass der Fehler rechtzeitig entdeckt wird. - Monitoring/Diagnose der zu überwa-

chenden Funktionen durch das System- Funktionsausfall/Ersatzbetrieb mit

deutlich spürbarer Beeinträchtigung und/oder mit Warnung des Fahrers z.B. durch blinkende Warnleuchte

- Entspricht z.B. Diagnosedeckungsgrad Hoch (99%) nach DIN-EN 61508-2, Tabelle A1 – A15.

Kriterien zur Beurteilung der Entdeckungsmaßnahmen Ziele der Entdeckungsmaßnah-men - rechtzeitige Entdeckung

von Fehlern, die während des Betriebs des Fahrzeu-ges auftreten können, um bei Bedarf geeignete Maß-nahmen einleiten zu kön-nen.

Zeitpunkt der Entdeckung - Fehler gelten als entdeckt,

wenn der Zeitpunkt der Entdeckung eine Reduzie-rung bzw. ein Vermeidung der ursprünglichen Fehler-folge ermöglicht, z.B. zu wenig Motoröl, Warnung im Kombiinstrument, bevor Motorschaden eintritt.

Fehlerentdeckung durch das System - automatische Fehlererken-

nung durch Plausibilisie-rung, Monitoring/Diagnose

- z.B. ABS-Sensorüberwachung

den Nutzer - starke Geräusche - verändertes Fahrverhalten - reduzierte Motorleistung - Warnlampen - akustische Warnung - Ölflecken am Boden - auffallender Geruch die Diagnose - Aufwand der Fehlersuche

(Zeit, Kosten, Messmittel usw.), z.B. Stoßdämpfer-test, Fehlerspeicher ausle-sen.

System-FMEA 172

E Entdeckung während Kundenbetrieb


sehr ge-

ring 1

Der Fehler wird sicher und rechtzeitig ent-deckt. - Hochwertiges und unabhängiges Moni-

toring und Diagnose der zu überwa-chenden Funktionen durch das Sys-tem.

- Keinerlei Common Cause-Effekte zwi-schen Fehlerursache und Entde-ckungsmaßnahmen vorstellbar.

Funktionsausfall / Ersatzbetrieb mit sehr deutlich spürbarer Beeinträchtigung und/oder mit eindeutig wahrnehmbarer Warnung des Fahrers z.B. durch ein akusti-sches Signal. - Durch Eigendiagnose/Anzeige ohne

zusätzliche Prüfmittel sicher entdeck-bar durch Nutzer/Diagnose

System-FMEA 173

10.7 Beispieltabelle Prozess-FMEA: Allgemeine Bedeutungskrite-rien B Prozess

B Allgemeine Bewertungskriterien Pro-zess für Bedeutung B

Anwendungsbezogene Bewertungs-kriterien können sein:

sehr hoch

10 – 9

Äußerst schwerwiegender Fehler, der die Sicherheit beeinträchtigt und/oder die Einhaltung gesetzlicher Vorschrif-ten verletzt. Existenzbedrohendes Fir-menrisiko. Aus Qualitätsgründen kann Produkt nicht ausgeliefert werden. Unakzeptable Kostenüberschreitung

hoch

8 – 7

Stark verzögerte Auslieferung Hoher Anteil Nacharbeit Bandstillstand Werkzeugverschleiß/-beschädigung hoch Hohe Kostenüberschreitung Verschrottungsanteil hoch

mäßig

6 – 5 –

4

Verzögerte Auslieferung Mäßiger Anteil Nacharbeit Prozessstörung Werkzeugverschleiß/-beschädigung mäßig Mäßige Kostenüberschreitung Verschrottungsanteil mäßig

gering

3 - 2

Geringe Nacharbeit Geringe Prozessstörung, Geringe Kostenüberschreitung Verschrottungsanteil gering

sehr

gering 1

Sehr geringe, akzeptable Kosten-überschreitung

Sicherheit, Auswirkungen auf - Werker (Direkteinwirkung) - andere Personen (Fertigung, Um-

welt, usw.) - Gesundheit der Werker und Ande-

rer (langfristige Auswirkung) - usw. Einhaltung gesetzlicher Vorschriften be-züglich - Umwelt - Unfallverhütung - Ergonomie am Arbeitsplatz, Ar-

beitsbedingungen - Arbeitnehmerschutz - usw. Qualität gewährleisten - Null-Fehler-Ziel - Prozessfähigkeit - Merkmale/Funktion - geeignete Transportmittel Kosten durch - erhöhte Betriebskosten - Recycling (z.B. Betriebsstoffe) - Nacharbeit, Schrott, - Werkzeug und Maschinenkosten

(z.B. erhöhter Verschleiß, Beschä-digung)

- Verwaltungsaufwand - Prüfaufwand - Prozessstörungen - Lieferverzug - Rückrufaktion - usw. Firmenrisiko - Imageverlust - Kosten - usw.

Die Fehlerfolgen müssen gemeinsam zwischen Hersteller und Kunden (nächster Abnehmer) festgelegt und bewertet werden. Wenn diese nicht bekannt sind, ist die Bedeutung der Fehlerfolge mit B = 10 zu bewerten.

System-FMEA 174

10.8 Beispieltabelle Prozess-FMEA: Auftretenswahrscheinlichkeit A für Prozessauslegung

A Prozessauslegung Anwendungsbezogene Bewertungskri-terien können sein:

sehr hoch

10 – 9

Neuer Prozess ohne Erfahrung.

hoch

8 – 7

Neuer Prozess mit bekannten, je-doch problematischen Verfahren.

mäßig

6 – 5 –

4

Neuer Prozess mit Übernahme von bekannten Verfahren. Bewährter Prozess mit positiver Se-rienerfahrung unter geänderten Be-dingungen.

gering

3 - 2

Detailänderungen an bewährten Pro-zessen mit positiver Serienerfahrung unter vergleichbaren Bedingungen.

sehr

gering 1

Neuer Prozess unter geänderten Be-dingungen mit positiv abge-schlossenem Maschinenfähigkeits-/Prozessfähigkeits-Nachweis. Bewährter Prozess mit positiver Se-rienerfahrung unter vergleichbaren Bedingungen auf vergleichbaren An-lagen.

A beschreibt die Einschät-zung/Bestätigung der Auftretenswahr-scheinlichkeit der Fehlerursache unter Berücksichtigung der zugehörigen Vermeidungsmaßnahme.

Einschätzung • Bei der präventiven Erstellung (vor

Durchführung der Entdeckungs-maßnahmen) der FMEA wird der nach dem aktuellen Kenntnisstand erwartete A-Wert eingeschätzt.

Bestätigung • Nach Durchführung der Entde-

ckungsmaßnahme (Nachweis der Wirksamkeit der Vermeidungsmaß-nahmen) wird die A-Bewertung ent-sprechend dem Ergebnis der Entde-ckungsmaßnahme bestätigt oder korrigiert.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann ei-ne nachvollziehbare Zuordnung der A-Werte zu Auftretenswahrscheinlichkeiten (ppm-Werte) sinnvoll sein. Bedingungen/Änderungen können z.B. sein: - neue Verfahren, - Umstellung von manueller Fertigung

auf automatische Fertigung, - neues Material, - neue Einrichtungen, - neue Produkte mit gleichen Einrich-

tungen, - alte Produkte mit neuen Einrichtun-

gen, - bewährte Verfahren mit neuen Ein-

richtungen, - grobe Merkmalsänderung auf vor-

handener Fertigung, - qualifiziertes Personal.

System-FMEA 175

11.9 Beispieltabelle Prozess-FMEA: Entdeckungswahrscheinlich-keit E im Prozess

E Entdeckung im Prozess Anwendungsbezogene Bewertungskriterien können sein:

sehr hoch

10 – 9

Sehr geringe Entdeckungs-wahrscheinlichkeit des Feh-lers, da kein Nachweisver-fahren bekannt bzw. kein Nachweisverfahren festge-legt ist.

hoch

8 – 7

Geringe Entdeckungswahr-scheinlichkeit des Fehlers, da Nachweisverfahren unsi-cher bzw. keine Erfahrung mit dem festgelegten Nach-weisverfahren.

mäßig

6 – 5 –

4

Mäßige Entdeckungswahr-scheinlichkeit des Fehlers. Bewährtes Nachweisverfah-ren aus vergleichbaren Pro-zessen unter neuen Einsatz-/Randbedingungen (Maschi-nen, Material).

gering

3 - 2

Hohe Entdeckungswahr-scheinlichkeit des Fehlers durch bewährtes Nachweis-verfahren. Die geforderte Messgeräte-fähigkeit vom Nachweis-verfahren zur Fehlererken-nung ist bestätigt.

sehr

gering 1

Sehr hohe Entdeckungs-wahrscheinlichkeit des Feh-lers durch bewährtes Nach-weisverfahren an Vorgän-gergeneration. Die Wirksamkeit wurde an diesem Produkt bestätigt.

Mit E wird die Wirksamkeit der Entdeckungs-maßnahme EM bewertet! Nach der Erprobung (Wirksamkeitsnachweis) der Entdeckungsmaßnahme wird die anfänglich ein-geschätzte E-Bewertung entsprechend dem Er-gebnis bestätigt oder korrigiert. Ziele der Entdeckungsmaßnahmen: • als Nachweisverfahren für die Auslegung

des Prozesses • zur Bestätigung oder Korrektur der anfangs

eingeschätzten Auftretenswahrscheinlich-keit

• zur Vermeidung bzw. Reduzierung der Lie-ferung fehlerhafter Komponenten an den Kunden.

Bei den Nachweisverfahren sind zu berücksichti-gen: - die Entdeckung des Fehlers vor Ausliefe-

rung an den Kunden - frühzeitige Erkennung eines Fehlers in der

Wertschöpfungskette (Kosten) - Prüfung aller Teile zu 100% bzw. - Auswahlprüfung Stückzahl/Zeit usw. - Prüfung aller Merkmale/Funktionen bzw.

Teilumfänge - Wirksamkeit des Prüfverfahrens - automatische Prüfung - manuelle Prüfung - Nachweis der Prüfmittelfähigkeit, - Werkerselbstprüfung (grob/feine Merkmals-

abweichung) - Handling der fehlerhaften Teile, z.B. Kenn-

zeichnung/Ausschleusung fehlerhafter Teile

- Unterscheidung systemati-scher/sporadischer Fehler wie Werkzeugverschleiß, Schmutz usw.

- Erfahrungen mit der Entdeckungsmaßnah-me

- in der Planung geforderte Prüfmittelfähigkeit - Bewährungsphase, Nachweis der Prüfmit-

telfähigkeit - usw.

System-FMEA 176

10.10 Beispieltabelle Prozess-FMEA: Auftretenswahrscheinlichkeit A mit Zuordnung der Ausfallraten

A Prozessaus-legung

Ausfallraten in ppm

Anwendungsbezogene Bewertungskriterien können sein:

10 500.000

9 100.000

8 30.000

7 10.000

6 5.000

5 2.000

4 500

3 100

2 10

1 1

A beschreibt die Einschätzung/Bestätigung der Auftre-tenswahrscheinlichkeit der Fehlerursache unter Berück-sichtigung der zugehörigen Vermeidungsmaßnahme.

Grundsätzlich besteht kein Zwang, die A-Bewertung mit Aus-fallraten (ppm-Werten) zu verknüpfen. Eine rein qualitative Einstufung ist oft zielführender, siehe Kapitel 0, „10.8 Beispieltabelle Prozess-FMEA: Auftretenswahr-scheinlichkeit A für Prozessauslegung“.

In besonderen Anwendungsfällen kann eine nachvollziehbare Zuordnung von A-Werten zu Ausfallraten sinnvoll sein.

Die Ausfallraten sind als grobe Einschätzungen zu verstehen, die auf der Erfahrung mit vergleichbaren Prozessen basiert. Nach Erprobung des Prozesses, dem Vorliegen neuer Daten oder der Durchführung von Analysen kann die Einschätzung bestätigt oder korrigiert werden.

FMEA_VDA

Documents

Transcript of FMEA_VDA