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Methoden - Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA)

Aufbau und Entwicklung von FMEA-Formblättern

Formblatt zur Fehlermöglichkeits- und Einfluss-Analyse individuell erstellen

Design-FMEA (DFMEA) und Prozess-FMEA (PFMEA) funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Der FMEA-Prozess startet mit der Bildung eines Teams, gefolgt von der Analyse des zu betrachtenden Systems und seiner Funktionen. Hierauf folgt die Fehleranalyse mit Risikobewertung. Der abschließende Schritt ist die Definition und Einleitung von Verbesserungs- und Optimierungsmaßnahmen auf der Grundlage der Risikobewertung.

Vorlagen für FMEA-Formblätter

Die Darstellung der FMEA erfolgt in einem Formblatt. Für das Format gibt es Vorlagen des VDA (Verband der Deutschen Automobilindustrie), der AIAG (Automotive Industry Action Group) und weiteren Gruppen. Natürlich gibt es auch zahlreiche Eigenentwürfe für das Format der Formblätter, die an individuellen Zielstellungen einzelner Unternehmen, meistens in ergänzender Art, orientiert sind. In Abbildung 1 ist ein generisches FMEA-Formblatt (orientiert an AIAG-Vorlagen) dargestellt.

Abb. 1: Generisches FMEA-Formblatt orientiert an AIAG-Vorlagen

Mögliche Inhalte eines FMEA-Formblattes

Erläuterungen zu den einzelnen Spalten in der Abbildung 1:

1. Kopfdaten: Hier werden Produkt, FMEA-Team, Datum und weitere relevante Informationen in identifizierender Weise beschrieben.

2. Funktion: Mit der Funktion werden die Erwartungen an das Produkt/System in Form von Systemgruppen, Systemelementen bzw. Komponenten, speziell in der Prozess-FMEA (PFMEA) auch Fertigungsabschnitte, beschrieben. Die Ergebnisse der Systemanalyse und die Systemabgrenzung werden hier umgesetzt.

3. Anforderung: Die Spalte „Funktion“ wird hier weiter hinsichtlich detaillierter Anforderungen bis hin zu den Merkmalen einzelner Komponenten aufgelöst.

4. Möglicher Fehler: Die möglichen Fehler werden aus der Nichterfüllung der Funktionen abgeleitet. Einer Funktion sind mehrere Fehler zuordenbar.

5. Fehlerfolgen: Die Fehlerfolgen stellen dar, welche Auswirkungen im Gesamtsystem entstehen können, wenn der Fehler eintritt.

6. Bedeutung: Der Faktor B für Bedeutung bewertet die Fehlerfolge. Es werden Tabellen mit definierten Kriterien in einem Wertebereich von 1 bis 10 genutzt, um eine vergleichbare Bewertung aller FMEA der Organisation sicherzustellen.

7. Fehlerursachen: Welche Ursachen können dem betrachteten Fehler zugeordnet werden? Hierzu sind das Fachwissen der Experten, die Analyse bekannter Versagensfälle und auch Aufzeichnungen zu bekannten Qualitätsproblemen gefragt. Ein Fehler kann mehrere Ursachen haben.

8. Vermeidungsmaßnamen (gegenwärtiger Zustand): Vermeidungsmaßnahmen sind Aktivitäten bzw. Lösungen, um das Auftreten der Fehlerursache zu vermeiden. Der gegenwärtige Zustand stellt Maßnahmen dar, die bereits im Rahmen von Entwicklung und Planung durchgeführt wurden, bzw. Maßnahmen, deren Ausführung bei wiederkehrenden Prozessen sichergestellt ist.

9. Auftreten (gegenwärtiger Zustand): Der Faktor A für Auftretenswahrscheinlichkeit bewertet die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Fehlerursache im Zusammenhang mit der gegenwärtigen Vermeidungsmaßnahme. Auch hier werden Tabellen mit definierten Kriterien in einem Wertebereich von 1 bis 10 genutzt, um eine vergleichbare Bewertung aller FMEA der Organisation sicherzustellen.

10. Entdeckungsmaßnahmen (gegenwärtiger Zustand): Entdeckungsmaßnahmen sind Aktivitäten bzw. Prüfmaßnahmen, die zur Entdeckung der Fehlerursache, bzw. in einigen Fällen in indirekter Art, zur Entdeckung des Fehlers oder dessen Folgen führen. Auch hier gilt, der gegenwärtige Zustand stellt Maßnahmen dar, die bereits im Rahmen von Entwicklung und Planung durchgeführt wurden, bzw. Maßnahmen, deren Ausführung bei wiederkehrenden Prozessen sichergestellt ist.

11. Entdecken (gegenwärtiger Zustand): Der Faktor E für Entdeckenswahrscheinlichkeit bewertet die Wahrscheinlichkeit der Entdeckung der Fehlerursachen im Zusammenhang mit der gegenwärtigen Entdeckungsmaßnahme. Auch hier werden Tabellen mit definierten Kriterien in einem Wertebereich von 1 bis 10 genutzt, um eine vergleichbare Bewertung aller FMEA der Organisation sicherzustellen. Vielfach ist es ratsam, den möglichen Zeitpunkt der Entdeckung in die Bewertung mit einzubeziehen.

12. RPZ: Die RPZ (Risiko-Prioritäts-Zahl) ist das Produkt von Bedeutung, Auftreten und Entdecken (BxAxE). Der sich ergebende Wertebereich reicht von 1 (kein Risiko) bis 1000 (höchstes Risiko). Der Ansatz von risikominimierenden Maßnahmen sollte von oben nach unten erfolgen, wobei Risiken mit hoher Bedeutung der Fehlerfolgen besondere Aufmerksamkeit zu schenken ist.

13. Geplante Maßnahmen: In diesem Bereich des Formblattes werden, ausgehend von den Ergebnissen der Risikobewertung (RPZ) des gegenwärtigen Zustandes, Maßnahmen vermeidender oder entdeckender Art mit dem Ziel definiert, Risiken zu senken. Die Benennung der Maßnahmen erfolgt immer mit der Angabe von Zieltermin und Verantwortlichkeit. Nach erfolgreicher Umsetzung sollte eine Neubewertung des erreichten Zustandes erfolgen.

14. - 17. Neue Bewertung: Hier gilt sinngemäß der gleiche Ansatz wie bei der Bewertung des gegenwärtigen Zustandes in den Spalten 6, 9 und 11, nur unter Einbeziehung der verbessernden Maßnahmen.

Bei Nichterreichung der angestrebten Zielstellungen ist es durchaus üblich, weitere verbessernde Maßnahmen in diesem Bereich des Formblattes zu definieren.

Nur der Inhalt der FMEA zählt

Obwohl es mehrere Arten der Darstellung von FMEAs gibt - es zählt allein der Inhalt. Es kann ein Format nach VDA, AIAG oder ein selbsterstelltes FMEA-Formblatt verwendet werden; die Qualität eines Produktes ist nur zu sichern und möglicherweise zu verbessern, wenn das Produkt bzw. der Prozess richtig beurteilt wird und wirksame Maßnahmen zur Fehlervermeidung und -erkennung definiert werden.

Autoren:

Matthew Barsalou, M.S. Wirtschaftsingenieurwesen, ist ASQ-zertifizierter Six Sigma Black Belt und erwirbt gegenwärtig im Rahmen eines Abschlussprojektes seine Lean Six Sigma Master Black Belt Zertifizierung.

Heinz Günter Kehl, Diplom-Ingenieur Maschinenbau, moderiert FMEA und erstellt eine im Unternehmen weltweit wirksame Methode der FMEA für die Entwicklung von Aufladesystemen.

Literaturhinweis

Holger Brüggemann und Peik Bremer. Grundlagen Qualitätsmanagement: Von der Werkzeugen über Methoden zum TQM. Wiesbaden: Springer Vieweg 2012.

Philipp Theden, Hubertus Colsman. Qualitätstechniken: Werkzeuge zur Problemlösung und ständigen Verbesserung (5. Auflage). München: Hanser 2013.

Thorsten Tietjen, André Decker, Dieter H. Müller. FMEA-Praxis: Das Komplettpaket für Training und Anwendung (3. Auflage). München: Hanser 2011.

Zur Entwicklung und den Grundlagen des FMEA-Konzepts lesen Sie auch den Artikel “Grundlagen der Fehlermöglichkeits- und Einfluss-Analyse“

zusätzliche Links

Mehr zum Thema bei Hanser Fachbuch:

Literatur

Qualitätstechniken - Werkzeuge zur Problemlösung und ständigen Verbesserung
Philipp Theden, Hubertus Colsman
Leseprobe online

FMEA-Praxis : Das Komplettpaket für Training und Anwendung
Thorsten Tietjen, André Decker, Dieter H. Müller
Leseprobe online

FMEA : Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse
Hans-Joachim Pfeufer, Hrsg. von Gerd. F. Kamiske
Leseprobe online

Mehr zum Thema in der „QZ – Qualität und Zuverlässigkeit“:

QZ 08/2014, Großer Nutzen bei kleinen Losgrößen - Eignungsnachweis von Prüfprozessen mittels VDI/VDE 2600

QZ 06/2014, Weniger Fehler durch höhere Toleranz? Fehlertoleranz-Ansatz als Alternative zu Nullfehler-Strategie

QZ 04/2014, Nur enge Einbindung entfaltet das Potenzial - Die FMEA als integrativer Teil der Qualitätssicherung

Weitere QM-Basics zum Thema:

Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMA) nach QS-9000

Automobile Produktionsplanung mit System – FMEA bei der Produktionslinie der T5-Transportergeneration bei VW

Richtig smart erst gemeinsam – System-FMEA: Risikoabsicherung in Fahrzeugprojekten nur durch enge Einbindung aller Partner

Matthew Barsalou
Engineering Quality Expert
BorgWarner Turbo Systems Engineering GmbH
matthew.barsalou <AT> gmail.com

Dipl.-Ing. Heinz Günter Kehl
FMEA Moderation und Koordination
BorgWarner Turbo Systems Engineering GmbH
hkehl <AT> borgwarner.com

Weiterführende Information
  • Methoden - Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA)

    Grundlagen der Fehlermöglichkeits- und Einfluss-Analyse

    Design-FMEA- und Prozess-FMEA im Modell

    Zunächst als Militärnorm entwickelt, in den 60er Jahren von der NASA und der Automobilindustrie übernommen, hat sich die Methode der Fehlermöglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA) heute im Qualitätsmanagement vieler Branchen durchgesetzt.   mehr

  • Methoden - Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA)

    Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA) nach QS-9000

    Fehler frühzeitig ermitteln und vermeiden

    Mit einer FMEA lassen sich Fehler und Fehlerquellen systematisch ermitteln. Dabei unterscheidet man zwischen System-, Konstruktions- und Prozess-FMEA.   mehr

DIN EN ISO 9001:2015

Zum ISO 9001:2015 Special

Prozesswelt

Serie zum Thema Prozesse, veröffentlicht von QM-Experten deutscher Unternehmen gemeinsam mit der N5 GmbH und der Fachzeitschrift QZ

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