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Methoden - Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA)

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

Fehler frühzeitig ermitteln und vermeiden

Auszug aus
Philipp Theden, Hubertus Colsman

Qualitätstechniken

11/2013, 128 Seiten, € 7,99
ISBN: 978-3-446-43742-5
S. 78-89

Im Folgenden werden nun die einzelnen Schritte einer FMEA genauer beschrieben. System-, Konstruktions- und Prozess-FMEA laufen dabei nach dem gleichen Prinzip ab. Für eine geordnete Durchführung der FMEA wird ein Formblatt verwendet (s. Bild 1), das mit Hilfe von Vergangenheitserfahrung und kreativen Fähigkeiten der Mitglieder des FMEA-Teams in folgender Reihenfolge ausgefüllt wird:

Bild 1. Ausschnitt aus einer Konstruktions-FMEA für eine Fahrzeugtür

Stammdaten (Punkt 1)

Im oberen Teil des Formblattes werden Informationen über die Art der FMEA, über das betrachtete Teil oder System und die beteiligten Personen eingetragen. Zusätzlich sind zwei Felder vorgesehen, in denen Bereiche oder Lieferanten noch einmal ausdrücklich die beschlossenen Maßnahmen anerkennen können.

Betrachtungsobjekt (Punkt 2)

Das zu untersuchende Betrachtungsobjekt (System, Produkt, Baugruppe oder Bauteil) wird hier kurz beschrieben. Dazu werden alle Eigenschaften und Funktionen, die das Objekt erfüllen soll, ermittelt und aufgelistet. Bei einer Prozess-FMEA wird eine genaue Beschreibung der geplanten Arbeitsfolge festgehalten. Wichtig ist, dass die jeweilige Beschreibung vollständig ist.

Mögliche Fehler (Punkt 3)

Zu jeder der unter 2 ermittelten Eigenschaften, Funktionen und Arbeitsschritte werden nun mögliche Fehler gesammelt. Es sind alle denkbaren Fehler aufzunehmen, unabhängig davon, ob das Auftreten eines Fehlers sehr wahrscheinlich ist oder seine Folgen besonders schwerwiegend sind. Auch Fehler, die nur unter bestimmten Bedingungen auftreten, werden aufgelistet. Anhaltspunkte für die Fehlersuche können schon bekannte Fehler aus vergangenen Projekten sein.

Häufig findet man bei einer Konstruktions-FMEA mögliche Fehler, wenn man das Nichteintreten von Eigenschaften oder Funktionen annimmt. Bei einer Prozess-FMEA ist alles, was bei der Prozessfunktion fehlschlagen kann, ein möglicher Fehler.

Mögliche Fehlerfolgen (Punkt 4)

Es wird nun nacheinander für jeden Fehler angenommen, dass er eingetreten ist. Die jeweils entstehenden Auswirkungen auf das Gesamtsystem sind so zu beschreiben, wie der Kunde sie bemerkt oder empfindet. Es werden so für alle Fehler die Fehlerfolgen aufgelistet.

Mögliche Fehlerursachen (Punkt 5)

Zu jedem möglichen Fehler aus 3 werden nun alle denkbaren Ursachen gesammelt. Die Ursachen können dabei system-, konstruktions-, fertigungs- oder montagebedingt sein.

Sie müssen einerseits vollständig, andererseits aber auch so knapp wie möglich zusammengetragen werden, da im Folgenden zu jeder Ursache eine Gegenmaßnahme gefunden werden soll.

Derzeitige Kontrollmaßnahmen (Punkt 6)

Wenn bereits Maßnahmen zur Fehlervermeidung bestehen, werden sie zu den Fehlerursachen notiert. Bereits bestehend bedeutet dabei, dass die Maßnahmen in Prüfvorschriften, Regelungen u. Ä. festgelegt und von dem entsprechenden Bereich bestätigt worden sind. Sie müssen von Maßnahmen unterschieden werden, die erst in der Diskussion als notwendig erkannt werden. Der verantwortliche Leiter der FMEA sollte das Bestehen von momentanen Maßnahmen auf jeden Fall überprüfen.

Auftreten (Punkt 7)

Für jede mögliche Fehlerursache wird nun die Wahrscheinlichkeit A ihres Auftretens beurteilt und mit einer Note von 1 (unwahrscheinlich) bis 10 (sehr wahrscheinlich) bewertet. Als Beispiel zeigt Tabelle 1 eine mögliche Einteilung der Skala. Der Bewertungsmaßstab der Skala kann individuell festgelegt werden. Er sollte dann aber für die gesamte FMEA beibehalten werden. Um die Häufigkeit des Auftretens zu schätzen, wird bei einer Konstruktions-FMEA die gesamte Lebensdauer des Bauteils, bei einer Prozess-FMEA der gesamte Prozess berücksichtigt. Nur bestehende Maßnahmen, die ein Auftreten verhindern sollen, dürfen dabei in die Bewertung mit einfließen.

Tabelle 1. Maßstab für die Auftretenswahrscheinlichkeit von Fehlern

Bedeutung für den Kunden (Punkt 8)

Anschließend wird für jede Fehlerursache die Bedeutung B der Folgen ihres Eintretens für den Kunden bewertet. Im Vordergrund steht dabei die Funktionsfähigkeit. Dazu wird ebenfalls eine Note von 1 (keine Folgen) bis 10 (schwer wiegende Folgen) benutzt, deren Bedeutung in Tabelle 2 beispielhaft erläutert wird. Kunden sind bei einer Konstruktions-FMEA immer die Endverbraucher, bei einer Prozess-FMEA der weiterverarbeitende Prozessschritt. Fehlerursachen mit den gleichen Fehlerfolgen werden auch mit der gleichen Bedeutung bewertet.

Tabelle 2. Maßstab für die Bedeutung der Fehlerfolgen

Entdeckung (Punkt 9)

Es wird nun für jede Fehlerursache die Wahrscheinlichkeit E bewertet, dass ein Fehler, der aufgrund der jeweiligen Ursache entstanden ist, entdeckt wird, bevor er den Kunden erreicht. Auch hierzu wird eine Skala von 1 (sehr wahrscheinlich) bis 10 (unwahrscheinlich), wie z.B. in Tabelle 3 gezeigt, benutzt. Dabei wird die Wirksamkeit der bereits bestehenden Maßnahmen für den Fall bewertet, dass ein Fehler auftritt.

Tabelle 3. Maßstab für die Entdeckungswahrscheinlichkeit von Fehlern

Risikoprioritätszahl (RPZ) (Punkt 10)

Um das Gesamtrisiko einer möglichen Fehlerursache zu bestimmen, wird die so genannte Risikoprioritä tszahl berechnet. Sie ist das Produkt aus der Auftretenswahrscheinlichkeit A, der Bedeutung B der Folgen und der Entdeckungswahrscheinlichkeit E.

RPZ = A · B · E

Sie kann somit Werte zwischen 1 (kein Risiko) und 1000 (sehr hohes Risiko) annehmen. Die Höhe der RPZ allein sagt noch nicht viel aus. Werden die einzelnen Fehlerursachen jedoch nach der Höhe der RPZ geordnet, kann eine Rangfolge für das Beseitigen von Fehlerursachen festgelegt werden. Ursachen mit einer hohen RPZ müssen also vorrangig durch Verbesserungsmaßnahmen an Produkt und Prozess beseitigt werden.

Empfohlene Abstellmaßnahmen (Punkt 11)

Zu jeder Fehlerursache werden nun Maßnahmen erarbeitet, die das Risiko ihres Auftretens senken sollen. Die RPZ gibt dabei eine Reihenfolge der Bearbeitung vor. Allgemein sollten Maßnahmen zur Fehlervermeidung denen zur Fehlerentdeckung vorgezogen werden. Einen Anhaltspunkt bei der Maßnahmensuche geben insbesondere die Einzelkomponenten der RPZ. Bei einer schwer wiegenden Folge für den Kunden sollte die Fehlerursache durch Produktverbesserungen und nicht durch aufwändigere Kontrollmaßnahmen vermieden werden. Bei einer hohen Auftretenswahrscheinlichkeit können Produkt- und Prozessveränderungen helfen. Ist ein Fehler schwer zu entdecken, müssen sowohl die Kontrollmaßnahmen verbessert als auch das Auftreten vermindert werden.

Verantwortlichkeit (Punkt 12)

Für jede gefundene Maßnahme wird eine Person oder Gruppe als Verantwortlicher bestimmt. Eventuell kann hier auch ein Termin für die Durchführung festgelegt werden.

Getroffene Maßnahmen (Punkt 13)

An dieser Stelle werden die Maßnahmen eingetragen, die getroffen wurden, um das Auftreten eines Fehlers zu vermeiden oder um einen möglichen Fehler besser entdecken zu können. Die Eintragungen dokumentieren daher alle tatsächlich durch die FMEA durchgeführten Verbesserungen.

Verbesserter Zustand (Punkt 14)

Diese Spalten können dazu benutzt werden, den Erfolg der geplanten Maßnahmen schon im Voraus abzuschätzen. Die eigentliche Funktion besteht aber darin, die FMEA weiterzubearbeiten, nachdem die Maßnahmen durchgeführt worden sind. Das Risiko jeder Fehlerursache wird dann, wie unter 7 bis 10 beschrieben, erneut bewertet. Die neu getroffenen Maßnahmen werden jetzt in der Bewertung mit berücksichtigt. Die ermittelte RPZ gibt dann das immer noch bestehende Restrisiko wieder. Auf diese Weise ist ein Vergleich des Ausgangszustandes mit dem verbesserten Zustand möglich, und es kann abgeschätzt werden, ob die Maßnahmen erfolgreich waren oder ob weitere notwendig sind.


Inhaltsverzeichnis
Auszug aus
Philipp Theden, Hubertus Colsman

Qualitätstechniken

11/2013, 128 Seiten, € 7,99
ISBN: 978-3-446-43742-5
S. 78-89
Weiterführende Information
  • Komplexität ist ein Feind  mit vielen Gesichtern
    QZ 07/2016, Seite 11 - 13

    Komplexität ist ein Feind mit vielen Gesichtern

    Mit Steinzeit-Methoden lassen sich heutige Probleme kaum lösen

    Produkte und Organisationen sind so komplex geworden, dass ein Einzelner sie kaum noch überblicken kann. Auch die FMEA ist nicht mehr in...   mehr

    3 Kommentare
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