FMEA
posted am: 19 Dezember 2017
1. Ziele der FMEA
Eine Methode zur qualitativen Absicherung des Produktentstehungsprozesses ist die Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse, kurz FMEA (Failure Mode and Effect Analysis). Ziel der Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse ist es, mögliche Fehler frühzeitig zu identifizieren, um entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten. Dadurch soll die Anzahl von Konstruktionsänderungen und Fehlern bereits in der frühen Phase der Produktentwicklung auf ein Minimum reduziert und kostenintensive Änderungen in späteren Phasen der Produktentstehung vermieden werden.
2. Einsatzgebiete der FMEA
Die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse wird vorrangig bei Neuentwicklungen, bei sicherheitsrelevanten Bauteilen oder bei Produkt- und Prozessänderungen eingesetzt. Die Analyse weist ein erhebliches Potential in der Fehleranalyse bei kompletten Neuentwicklungen von Produkten und Prozessen auf. Weiter verfolgt die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse eine vorbeugende Fehlervermeidung und strebt eine Ursache-Folge-Beziehung an. Jedoch konzentriert sich die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse nicht auf mögliche Fehlerkombinationen. Diese werden mithilfe der Fehlerbaumanalyse untersucht. Fehler von Beginn an zu vermeiden, anstatt sie im Nachhinein zu verbessern, beruht auf der Überlegung, dass die Fehlervermeidung geringere Kosten verursacht, als die nachträgliche Fehlerbeseitigung.
Diese Überlegung kann mithilfe der Zehnerregel verdeutlicht werden. Sie geht davon aus, dass die Beseitigung eines Fehlers mit jeder Phase, in der er später in Bezug auf seinen Entstehungspunkt aufgedeckt und beseitigt wird, höhere Kosten mit dem Faktor zehn verursacht. Daher setzt die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse bereits in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses eines Produktes oder Prozesses ein und muss bereits vor Beginn der Serienfertigung abgeschlossen sein. Die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse dient vorrangig zur Bewertung und Verbesserung der Ergebnisqualität von Produktionsprozessen. Dabei konzentriert sie sich vor allem auf die frühzeitige Fehlererkennung. Weiterhin ist die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse ein wirksames Hilfsmittel zur Vermeidung von Fehlern. Die systematische Suche nach Fehlern, Ermittlung von Ursachen und Folgen wird mithilfe einer Risikoanalyse durchgeführt. Es werden Fehler methodisch analysiert und hinsichtlich ihrer Bedeutung, der Wahrscheinlichkeit des Auftretens und der Wahrscheinlichkeit entdeckt zu werden, bewertet. Die Priorisierung der einzelnen Fehler erfolgt durch Multiplikation von Fehlerbedeutung, bezogen auf die Wichtigkeit für den Kunden, der Fehlerauftrittswahrscheinlichkeit und der Entdeckungswahrscheinlichkeit. Damit ist die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse eine Methode zur Risikobewertung von Fehlerursachen. Diese erfolgt durch Multiplikation der potentiellen Ursachen eines Fehlers.
3. Berechnung der Risikoprioritätszahl
Das Produkt der einzelnen Faktoren ergibt die so genannte Risikoprioritätszahl RPZ. Sie ist ein Maß für das Gefährdungspotential einer Konstruktion, eines Systems oder eines Fertigungsprozesses. Grundsätzlich wird zwischen Konstruktions-/Entwicklungs-, System- und Prozess-FMEA unterschieden. Üblicherweise wird die Punktebewertung zur Risikobeurteilung auf einer Skala von 1 (kein Risiko) bis 10 (hohes Risiko) vorgenommen. Die Risikoprioritätszahl kann somit einen Wert zwischen 1 und 1000 annehmen. Dadurch kann eine Rangfolge der Priorisierung erstellt werden.
Risikoprioritätszahl RPZ = Bedeutung des Fehlers B x Auftretenswahrscheinlichkeit A x Entdeckungswahrscheinlichkeit E
Mithilfe der RPZ können die einzelnen möglichen Fehler nach ihrer Bedeutung sortiert werden. Bei hoher RPZ werden Maßnahmen festgelegt, die entweder die Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Fehlers erhöhen, wodurch die RPZ reduziert wird. Die Beseitigung des Fehlers führt in jedem Fall zu einer Verringerung der RPZ. Das Ergebnis einer durchgeführten Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse ist die Basis zur konstruktiven Überarbeitung, zum Einsatz von Gegenmaßnahmen bzw. zur Prozessverbesserung.
4. Unterscheidung von FMEA-Arten
(1) System-FMEA (Produkt, z. B. Fahrzeug)
- Untersuchung von Schnittstellen zwischen einzelnen Komponenten mit dem Fokus der Funktion des Gesamtsystems,
- Fehleranalyse bezüglich des Zusammenspiels einzelner Bauteile.
(2) Konstruktions-/Entwicklungs-FMEA (signifikantes Bauteil)
- Untersuchung der Konstruktion einzelner Bauteile vor dem Hintergrund der Funktionserfüllung.
(3) Prozess-FMEA (Schritte im Fertigungsprozess)
- Untersuchung der Fertigungs- und Montageprozessfähigkeit von Komponenten.
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