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FMEA – Fehler Möglichkeits und Einfluss Analyse

Quality Services & Wissen GmbH

FMEA – Fehler Möglichkeits und Einfluss Analyse

FMEA – Fehler Möglichkeits und Einfluss Analyse

Inhaltverzeichnis

Grundfragen zur FMEA

In diesem Abschnitt befassen wir uns mit grundlegenden Fragen zur FMEA. Sie erhalten Antworten auf Fragen wie:

Weitere Fragen beantworten wir Ihnen gerne persönlich!

Definition von FMEA

FMEA (englisch Failure Mode and Effects Analysis, deutsch Fehler- Möglichkeits- und –Einfluss- Analyse oder kurz Auswirkungsanalyse).

Die FMEA-Methode ist eine entwicklungs- und planungsbegleitende System- und Risikoanalyse, um potenzielle Risiken in Systemen, Produkten und Prozessen zu identifizieren und zu minimieren. Sie wird häufig im Rahmen des Risiko- und Qualitätsmanagements eingesetzt.

Bedeutung der FMEA

Die FMEA ist ein zentrales Werkzeug im Risikomanagement und trägt dazu bei, technische Zuverlässigkeit zu erhöhen und Risiken zu begrenzen.

Geschichte der FMEA

Die FMEA wurde ursprünglich von der NASA für das Apollo-Projekt entwickelt und hat seitdem ihren Weg in zahlreiche Industrien und Anwendungsbereiche gefunden.

FMEA-Team und FMEA-Moderator: Rollen und Verantwortlichkeiten

Das FMEA-Team

Wer nimmt an einer FMEA teil?

Teilnehmer im FMEA-Projekt

  • FMEA-Moderator
  • Projektleiter
  • Verantwortlicher für Systemelement / Fokuselement
    • P-FMEA: Prozesseigner, Prozessinhaber, Prozessverantwortliche
    • K-FMEA / D-FMEA: Bauteilverantwortliche, Baugruppenverantwortliche, Baukastenverantwortliche
  • Experten
  • FMEA-Team

Erstellung einer FMEA durch ein interdisziplinäres Team

Ein FMEA-Team, das sich aus verschiedenen Fachbereichen zusammensetzt, ist verantwortlich für die Erstellung einer FMEA. Die Auswahl des Teams wird durch den Projektleiter und den FMEA-Moderator getroffen. Die Fähigkeit des Teams, potenzielle Fehler und Versagensursachen in Produkten oder Prozessen frühzeitig zu erkennen, trägt maßgeblich zur Qualität der Ergebnisse bei. Erfahren Sie mehr über effektive Teamarbeit.

FMEA Moderator

Die FMEA-Kompetenz verkörpert nicht nur theoretisches Wissen, sondern vor allem die Anwendung dieses Wissens in praxisrelevanten Situationen. Diese Kompetenz ermöglicht es, qualitativ hochwertige Ergebnisse in der Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse zu erzielen. Die FMEA-Moderationskompetenz konzentriert sich darauf, Teams effektiv durch den spezifischen FMEA-Prozess zu navigieren. Die allgemeine Moderationskompetenz hingegen befasst sich mit der Steuerung von Gruppendynamiken und der Führung zielgerichteter Diskussionen.

Im Kontext der Digitalisierung spielt die IT-Kompetenz eine entscheidende Rolle. Hier geht es nicht nur um den Umgang mit FMEA-Software, sondern insbesondere um das Verständnis und die Nutzung von KI-Assistenten. Diese können in Bereichen wie Ursachenforschung, Entscheidungsfindung und Bewertung eingesetzt werden, um den FMEA-Prozess weiter zu optimieren und zu präzisieren.

Mehr Infos zum Kompetenzprofil des FMEA Moderator

Rolle und Aufgaben eines FMEA-Moderators

Der FMEA-Moderator spielt eine entscheidende Rolle für den Erfolg der FMEA. Er ist ein Generalist, der Fachwissen, Methodenkompetenz und Moderationsfähigkeiten in sich vereint. Seine Aufgaben umfassen die Leitung des FMEA-Projekts und die Unterstützung bei Vorbereitung, Durchführung, Nachbereitung und Präsentation.

Das Kompetenzprofil eines FMEA-Moderators

Die Ziele der FMEA

Unternehmensziele und FMEA

Unternehmensziele reflektieren das Selbstverständnis und die Ansprüche eines Unternehmens. Sie werden in der Regel von der Unternehmensleitung festgelegt und berücksichtigen die zu erfüllenden Normen. Die Ziele einer FMEA sind direkt aus diesen Unternehmenszielen abgeleitet und beinhalten u.a.:

  • Sicherheit gewährleisten
  • Qualität sicherstellen/steigern
  • Gewinn steigern/Kosten sparen
  • Entwicklungzeiten verkürzen
  • störungsfreie Serienanläufe
  • Termintreue
  • wirtschaftlichere Fertigung und Montage
  • Fehlerkosten minimieren/reduzieren
  • Reduzierung von Garantie- und Kulanzkosten

Ziele der FMEA im Detail

Die spezifischen Ziele der FMEA ergeben sich aus den allgemeinen Unternehmenszielen, den gestiegenen Qualitäts- und Risikoansprüchen der Kunden und der Notwendigkeit der Kostenoptimierung von Produkten und Prozessen. Diese Ziele werden dann in konkrete Handlungsziele für das Qualitäts- & Risikomanagement umgesetzt, wie z.B.:

  • Unternehmensziele erreichen
  • Risiken minimieren
  • Sicherheitsnachweis erbringen
  • Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit von Produkten und Prozessen steigern
  • Entlastungsnachweis im Produkthaftungsfall liefern
  • Zielgerichtete Kommunikation in internen und externen Kunden- und Lieferantenbeziehungen
  • Umfassende präventive Risikobetrachtung durchführen
  • Reduzierung von reaktiven, kostenintensiven Korrekturmaßnahmen und Terminverzögerungen
  • Verbessertes Systemverständnis und Kommunikation fördern

FMEA Einführung

Welcher Aufwand ist bei der Einführung von FMEA notwendig?

Die Einführungsphase der FMEA-Methode im Unternehmen erfordert eine beträchtliche Anstrengung zur Erstellung der Basis-FMEAs, bevor sich dieser Aufwand in Nutzen umwandelt. Dieser Aufwand ergibt sich hauptsächlich aus der detaillierten Beschreibung der Produkte und Prozesse.

FMEA Formblatt

FMEA Vorlagen

Das FMEA-Formblatt dient zur Dokumentation aller potentiellen Fehler (Fehlerfolgen, Fehler, Fehlerursachen) und deren Maßnahmen. Es ermöglicht das systematische Festhalten der FMEA-Teamsitzung und enthält auch die FMEA-Bewertung.

FMEA Arten

  • System (S-FMEA, SFMEA)
  • Konstruktions / Design (K-FMEA, KFMEA / D-FMEA, DFMEA)
  • Prozess (P-FMEA, PFMEA)

FMEA Arten nach VDA / AIAG

  • Konstruktions / Design (K-FMEA, KFMEA / D-FMEA, DFMEA)
  • Prozess (P-FMEA, PFMEA)
  • MSR FMEA

FMEA Arten nach VDA

 

Alle Begriffe der FMEA Arten und Möglichkeiten sind abgedeckt. Diese können verschiedene Betrachtungsumfänge wie System, Softwarefunktionen, Schnittstellen, Konstruktion, Komponenten, Fertigungsabläufe, Montageabläufe, Logistik, Transport und Maschinen beinhalten.

Die Fehlereinfluss- und -möglichkeitsanalyse ist in verschiedene FMEA-Arten unterteilt:

  • FMEA Arten – S-FMEA / K-FMEA / P-FMEA

System FMEA (S-FMEA, SFMEA)

Die System-FMEA (S-FMEA, SFMEA) untersucht das Zusammenwirken von Teilsystemen in einem übergeordneten Systemverbund (Systemanalyse). Sie zielt auf die Identifizierung potenzieller Schwachstellen, insbesondere an den Schnittstellen, ab. Diese Schwachstellen können durch das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten oder die Interaktion des eigenen Systems mit der Umwelt entstehen. Die Aufgabe der System-FMEA ist es, das Produkt auf Erfüllung der im Pflichtenheft festgelegten Funktionen zu prüfen und mögliche Fehler, die zur Nichterfüllung der Anforderungen führen, zu identifizieren und zu bewerten.

Design FMEA

Die Design-FMEA dient der Entwicklung und Konstruktion dazu, die Fertigungs- und Montageeignung eines Produkts möglichst frühzeitig einzuschätzen. Der Betrachtungsumfang beinhaltet systematische Fehler während der Konstruktionsphase.

FMEA: Design, Produkt und Konstruktion im Überblick

Design FMEA (D-FMEA)

Die Design-FMEA unterstützt Entwickler dabei, die Eignung eines Produkts für Fertigung und Montage möglichst früh zu bewerten. Hierbei werden systematische Fehler während der Konstruktionsphase berücksichtigt.
  • Spezifische Analyse, in der alle potenziellen Fehler im Produkt erkannt werden.
  • Der Schwerpunkt liegt auf den Merkmalen, die der Konstrukteur beeinflussen kann – daher der Begriff „K-FMEA“.
  • Fehlerursachen werden in der Regel bis zu messbaren Eigenschaften heruntergebrochen.
  • Mögliche Maßnahmen können konstruktive Änderungen beinhalten.

Produkt-FMEA

  • Oft synonym verwendet mit der Konstruktions-FMEA.

Software FMEA

  • Bietet eine Fehleranalyse für den erstellten Programmcode.
  • Die Software-FMEA ist ein Unterbereich der Design- bzw. K-FMEA.

Prozess-FMEA (P-FMEA, PFMEA)

  • Basierend auf den Ergebnissen der Konstruktions-FMEA, identifiziert die Prozess-FMEA Schwachstellen in Produktions- oder Dienstleistungsprozessen.

Maschinen FMEA

  • Die Grundlage für die Maschinen FMEA sind die Fehlerursachen aus der Prozess FMEA.

Schnittstellen FMEA

  • Konstruktions-FMEA (K-FMEA) mit einem Fokus auf Produkt-Schnittstellen.
  • Prozess-FMEA (P-FMEA) konzentriert sich auf Prozess-Schnittstellen.

Die Schritte der FMEA

Die 7 Schritte der FMEA nach VDA/AIAG: Eine Anleitung

 

Wir führen Sie durch die sieben Schritte des FMEA-Verfahrens nach VDA/AIAG.

Zugang zu vollständigen Informationen

Für eine ausführliche Erläuterung der Schritte laden Sie bitte das untenstehende PDF herunter.

Schritt 1: Projektplanung und Scoping

Scoping ist die Definition von Aufgaben- oder Untersuchungsbereichen in komplexen Planungs-, Management- und Produktionsprozessen. Es dient zur Abgrenzung des Systems und zur Eingrenzung und Zuordnung des Analyseumfangs einer FMEA.

Ziele des Scoping

  • Definition von Aufgaben- oder Untersuchungsbereichen in komplexen Planungs-, Management- und Produktentwicklungsprozessen
  • Abgrenzung des betrachteten Systems
  • Eingrenzung und Zuordnung des Analyseumfangs einer FMEA durch Bestimmung des Neuheitsgrades im Produkt/Engineering und Prozess/Produktionsplanung

FMEA-Projektplanung: Die 5Z Methode

Um termingerechte, optimale Ergebnisse zu erzielen und Nacharbeiten an der FMEA zu vermeiden, sind die Themenbereiche der fünf Z’s zu Beginn einer DFMEA oder PFMEA zu diskutieren. Diese Themenbereiche können auch Teil der Projektauftaktbesprechung sein.

  • FMEA-Zweck – Warum wird eine FMEA benötigt?
  • FMEA-Zeitplanung – Bis wann muss die FMEA durchgeführt werden?
  • FMEA-TeamZusammensetzung – Welche Personen sind im Team?
  • FMEA-AufgabenZuweisung – Welche Aufgaben sind durchzuführen?
  • FMEA-WerkZeuge – Womit wird die Analyse durchgeführt?

2. Schritt: Strukturanalyse

Im zweiten Schritt der FMEA, der Strukturanalyse, wird die Struktur der verschiedenen FMEA-Typen (System-FMEA, Konstruktions-/Design-FMEA, Prozess-FMEA) untersucht. Dabei werden die Systemelemente in einem Strukturbaum dargestellt. Der Detaillierungsgrad einer FMEA ist projektabhängig und kann daher nicht pauschal festgelegt werden.

 

Ziel der Strukturanalyse

  • Erstellung einer Struktur des betrachteten Systems
  • Erstellung eines Strukturbaums einer Prozess FMEA

3. Schritt: Funktionsanalyse

Im dritten Schritt, der Funktionsanalyse, werden die Funktionen der einzelnen Systemelemente beschrieben. Jedes Systemelement der Struktur wird Funktionen, Eigenschaften und Merkmale zugeordnet.

Ziel der Funktionsanalyse

  • Durchführung von zielgerichteten Funktionsanalysen
  • Definition der Funktionen der Strukturelemente

4. Schritt: Fehleranalyse

Ziel der Fehleranalyse

  • Die Durchführung einer Analyse von potenziellen Fehlerursachen, Fehlerarten und Fehlerfolgen, die sich direkt aus den Funktionen der Strukturelemente ableiten
  • Anwendung der Ishikawa-Methode in Kombination mit 5 x Warum
  • Zielgerichtete Fehleranalyse und Ursachenforschung

Betrachtung der Fehleranalyse

Die Analyse erfolgt aus der Perspektive des Fokuselements. Was ist die Fehlerursache auf der rechten Seite der Fehlerart (FA) und was ist die Fehlerfolge auf der linken Seite?

Fehlernetz

Tipp zur Funktions- & Fehleranalyse

Verbinden Sie diese beiden Schritte zu einem!

5. Schritt: Risikobewertung

FMEA-Bewertung – Ist-Zustand

Die Risikobewertung beurteilt auf Grundlage der Einträge in der FMEA, ob das von Produkt, Prozess oder Betrieb ausgehende Risiko unter den gegebenen Rahmenbedingungen akzeptabel ist und ob etwaige Restrisiken vertretbar sind. Um den Umfang von Risiken vergleichen zu können, werden die Einzelursachen mit der Risikoprioritätszahl berechnet.

Ziele der Risikobewertung

  • Durchführung einer Risikobeurteilung
  • Bewertung durch interdisziplinäre Teams (Bewertungskataloge)
  • Kritische Auseinandersetzung mit den Bewertungen
  • Erarbeitung von Maßnahmen- bzw. Lösungsvorschlägen zu priorisierten Risiken

Risikoprioritätszahl (RPZ)

Die Risikoprioritätszahl berechnet sich als Produkt aus drei Faktoren:

  • B x A x E = RPZ (Nach VDA – AIAG bald ohne RPZ)
  • Bedeutung oder Schwere der Fehlerfolge (hoch = „10“ bis gering = „1“)
  • Auftretenswahrscheinlichkeit der Ursache (hoch = „10“ bis gering = „1“)
  • Entdeckungswahrscheinlichkeit der Ursache oder des Fehlers (gering = „10“ bis hoch = „1“)

Schritt 5 der FMEA im FMEA Formblatt

FMEA Kennzahlen und ihre Bedeutung

Die Auftretenswahrscheinlichkeit (Occurrence O) und Entdeckungswahrscheinlichkeit (Detection D) spielen eine essentielle Rolle in der Risikobeurteilung. Diese Kennzahlen sind ganzzahlige Werte zwischen 1 und 10 und werden mithilfe von Bewertungskatalogen bestimmt.

AP Logik vs. RPZ: Verbesserung der Risikobewertung in FMEA

Bisherige Ansätze zur Risikobewertung in der FMEA-Methode basierten auf der Verwendung einer Risikoprioritätszahl (RPZ) zur Priorisierung von Risiken. Diese Methode brachte jedoch keine logische Erklärung dafür, wie die Priorisierung auf Basis von B, A, E und RPZ erfolgen sollte. Dies führte zu unlogischen oder sogar gefährlichen Kombinationen bei vergleichsweise geringer Risikopriorisierung.

Das eigentliche Ziel der RPZ, Prioritäten für notwendige Maßnahmen abzuleiten, stellte sich oft als nicht zielführend heraus. Es kann durchaus vorkommen, dass trotz einer niedrigen RPZ hohe Einzelwerte in den Bereichen B, A oder E Maßnahmen erforderlich machen. Daher sollte die Beurteilung von Risikopotenzialen nicht ausschließlich auf der RPZ basieren, sondern auch nach dem gesunden Menschenverstand und im Kontext der Teamdiskussion erfolgen.

Die AP-Logik

Mit der Harmonisierung der FMEA-Handbücher des VDA und der AIAG kommt ein neues Konzept zum Einsatz: die Priorisierung nach Aufgabenprioritäten (AP-Logik). Die AP-Tabelle deckt alle 1000 möglichen Kombinationen von B, A und E ab und bietet eine logisch strukturierte Erklärung für jede Aufgabenpriorität. Unternehmen können jetzt ein einziges standardisiertes System zur Bewertung von Aufgabenprioritäten verwenden, anstatt unterschiedlichen Bewertungsansätzen und Kundenanforderungen nachzukommen.

Schritt 6 – Optimierung

FMEA-Optimierung: Ziele und Maßnahmen

Die Optimierung in der FMEA umfasst Lösungsvorschläge für priorisierte Risiken, die Verfolgung vereinbarter Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen und eine Restrisikobeurteilung. Zusätzliche Maßnahmen zielen darauf ab, die Auftretenswahrscheinlichkeit einer Fehlerursache zu reduzieren und die Entdeckungswahrscheinlichkeit für potenzielle Fehlerursachen zu erhöhen.

Schritt 6 der FMEA im FMEA Formblatt

Risiko- und Ergebnisdokumentation in FMEA

Die Risikodokumentation bildet die Grundlage für Entscheidungen und dient der Dokumentation und Kommunikation der durchgeführten Maßnahmen zur Risikoreduzierung sowie der Wirksamkeitsbewertung der eingeführten Maßnahmen. Sie bietet Entscheidungsträgern einen Überblick über Projektrisiken und legt die priorisierten Maßnahmen sowie kritischen Fehler mit Maßnahmen zur Risikoreduzierung offen.

FMEA Hilfsmittel: Das Ishikawa-Diagramm

Was ist das Ishikawa-Diagramm?

Das Ishikawa-Diagramm, auch als „Fehlerbaum“, „Ursache-Wirkungs-Diagramm“ oder „Fischgrätendiagramm“ bekannt, ist ein von Kaoru Ishikawa entwickeltes Qualitätswerkzeug. Diese universelle grafische Methode ermöglicht eine Systemoptimierung und Fehlerursachenanalyse, indem sie logische Zusammenhänge zwischen Fehlern und daraus entstehenden Ereignissen darstellt.

Ein Beispiel für die Verwendung von Ishikawa in FMEA

FMEA & Ishikawa – ein praktisches Video

Hier ist ein Video, das zeigt, wie FMEA und Ishikawa zusammenarbeiten können.

Für weitere Informationen zu FMEA-Software, besuchen Sie bitte diese Website.

Die 5-Why-Methode in Qualitätsmanagement

Die 5-Why-Methode ist ein effektives Werkzeug im Qualitätsmanagement zur Ursache-Wirkung-Bestimmung. Durch wiederholtes Hinterfragen wird der fehlerverursachende Prozessschritt eindeutig identifiziert und nicht mehr weiter aufteilbar.

Wissenswertes über FMEA

FMEA ist ein wertvolles Werkzeug im Qualitätsmanagement:

  • Es unterliegt der Geheimhaltung
  • Es spiegelt das Know-how der Firma wider
  • Es priorisiert Fehlervermeidung vor Fehlerentdeckung
  • Es profitiert von Praxiserfahrungen

In der Praxis ist die Notwendigkeit des Risikomanagements mit FMEA akzeptiert. Trotz Kritikpunkten wie unbefriedigende Beschreibung von Fehlerfolgen und zeitraubende Zahlendiskussion haben wir eine modifizierte Vorgehensweise entwickelt, die diese Kritikpunkte beseitigt.

FMEA und Wissensmanagement

Die FMEA fördert den Kommunikationsfluss in der Team- und Projektarbeit sowie den erforderlichen Wissenstransfer im Unternehmen. Durch die Dokumentation der FMEA gewinnt das Unternehmen eine protokollierte Wissensbasis, die laufende und künftige Entwicklungsprojekte effizient unterstützt.

Familien FMEA

auch bekannt als:

  • Basis FMEA / Varianten FMEA
  • Generische FMEA
  • Grundlagen FMEA

Die Familien FMEA ist notwendig, um:

  • Die Ziele des Unternehmens und die Ziele der FMEA zu erreichen
  • Ein gutes Aufwand/Nutzen-Verhältnis sicherzustellen
  • Den Wissenstransfer zwischen Projekten sicherzustellen

FMEA – Normen und Standards

Es gibt verschiedene Normen und Standards, die Verfahren zur Erstellung von FMEA festlegen, darunter:

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Seminare & Ausbildungen zur FMEA Methode