Meistens birgt jeder Prozess seine Fehler, diese unterscheiden sich jedoch in der Schwere ihrer Folgen und der Wahrscheinlichkeit, dass sie auftreten werden. Lesen Sie, wie Ihnen die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse helfen kann, Fehler und ihre Folgen genau zu spezifizieren und damit eine normgerechte Basis für ein Risikomanagement zu bilden.

FMEA: Definition

FMEA (engl. failure mode and effective analysis, dt. Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse) ist gemäß DIN EN 60812 „eine systematische Methode zur Identifikation aller Fehlzustandsarten, in Verbindung mit ihren Ursachen und Auswirkungen auf Hardware, Software, menschliche Handlungen und die untereinander wirkenden Einflüsse“.

Wenn man die FMEA in voller Gänze und Tiefe anwendet, lassen sich Entscheidungen treffen, manche Fehler inklusive ihrer Risiken bewusst zu ignorieren. Andersherum zeigt sie aber auch auf, welche Fehler man nicht ignorieren kann und somit besser schnellstmöglich beseitigen sollte.

Wie sieht eine FMEA-Vorlage aus?

Im Internet kursieren allerlei Formulare für FMEA-Analysen. Die Basis all dieser Dokumente ist jedoch sehr ähnlich. In der Regel sollte man sich an den folgenden Schritten orientieren:

1. Das Ziel (Gerät, Prozess, Komponenten, …) wählen
2. Versuchen, alle möglicherweise auftretenden Fehler, unabhängig von ihrer Wahrscheinlichkeit, zu identifizieren
3. Die Folgen inklusive Einfluss (finanziell, Image, Personenschäden) für jeden Fehler evaluieren
4. Fehlerursache bestimmen
5. Lösungsstrategien aufstellen, um die Ursache außer Kraft zu setzen
6. Test definieren, der die Korrektheit der Abstellmaßnahme bestätigt

Die Schritte 4-6 sind wünschenswert, allerdings teilweise auch recht aufwendig, da sich die Fehler zwar recht gut finden und definieren lassen, es teils aber viele unterschiedliche Ursachen geben kann.

Dementsprechend ist es üblich, dass nach den ersten 3 Schritten bereits auf die wichtigsten Punkte gefiltert wird und somit die Schritte 4-6 nur auf eine kleine Menge angewendet werden.

Zudem sollte FMEA ein lebender Prozess sein, da manche Fehler, die im Vorhinein gar nicht erwartet wurden, dennoch irgendwann auftreten können. Diese neu gefundenen Fehler sollten dann dementsprechend in den Dokumenten nachgepflegt werden.

Insgesamt lässt sich sagen, dass FMEA durchaus über die Einflussanalyse hinausgehen kann und fester Bestandteil eines Entwicklungsprozesses sein sollte.

Ein FMEA-Beispiel aus der Produktion

Während FMEA auf Vieles anwendbar ist, sind Produktionsschritte meist ein recht gutes Beispiel.

• Das Ziel (Gerät, Prozess, Komponente, …) wählen
  Ein Bohrprozess

• Versuchen, alle möglicherweise auftretenden Fehler, unabhängig von ihrer Wahrscheinlichkeit, zu identifizieren

1. Bohrer bricht
2. Materialverfärbung
3. falsche Lochtiefe
4. falsche Position
5. schiefe Bohrung

• Die Folgen inklusive Einfluss (finanziell, Image, Personenschäden) für jeden Fehler evaluieren

Fehler a) Bohrer bricht

1: Kosten Bohrer

2: Kosten Material

3: Produktionsverzögerung

Fehler b) Materialverfärbung

1: Optik (Image beim Kunden)

2: Materialbelastung durch Hitze

usw.

• Fehlerursache bestimmen

Fehler a) Bohrer bricht

1: Schlechte Qualität

2: Alter/ Verschleiß

3: Zu wenig Kühlmittel

4: Falsche Bohreinstellung (Vorschub, Drehzahl,...)

5: Material falsch eingespannt

usw.

• Lösungsstrategien, um die Ursache außer Kraft zu setzen

Lösung für

a1.1: Anderer Lieferant

a2.1: Vordefinierte zyklische Wechsel

a2.2: Regelmäßige Prüfungen/Wartungen

• Test bestimmen der die Korrektheit der Abstellmaßnahme bestätigt

Test für

a1.1 - a2.2: Statistische Auswertung der Fehlerhäufigkeiten

Wie Sie sehen können, steigt der Aufwand von Frage zu Frage und es wird teilweise auch schwieriger, alle Möglichkeiten und Korrelationen zu ermitteln.

Ebenso ist es auch durchaus ratsam, die Analyse gemäß Genchi Genbutsu “vor Ort” mit einem Ingenieur/Techniker, sowie ggf. dem Bedienpersonal durchzuführen.

Wo kommt FMEA zum Einsatz?

FMEA wird in der Regel als Teil von Management-Prozessen durchgeführt. In Bezug auf six sigma ist eine ausführlich angewandte FMEA Teil der Cycle-Komponenten “Analyze”, “Improve” und “Control”. Gerade für das Risiko-Management, aber auch für Product-Lifecycle- und Entwicklungsprozesse, ist FMEA nahezu unabdingbar.

FMEA im Vergleich zur 5-Why-Methode

Wie in unserem Beitrag Die 5-Why-Methode in der Industrie: Erklärung und Anwendungsbeispiele beschrieben, dient 5-Why der Analyse und der Beseitigung von Fehlern. In vielen Fällen bietet es sich durchaus an, FMEA und 5-Why zu verknüpfen. FMEA geht teilweise deutlich über 5-Why hinaus, während 5-Why bei der Fehlerursachenermittlung deutlich mehr in die Tiefe geht.

Die großen Unterschiede bei FMEA-Softwares

Gerade im Bereich der MES- und ERP-Software bieten einige Hersteller Unterstützung für FMEA an. Die Umsetzungen unterscheiden sich jedoch maßgeblich: Während manche Software nur ausdruckbare vorgefertigte Formulare bereitstellt, speichern andere die komplette Analyse in einer Datenbank und bieten die Möglichkeit, prozess- und maschinenübergreifend auf diese “Fehlerdatenbank” zuzugreifen.

Zum einen beschleunigt dies die Erstellung einer neuen FMEA deutlich, zum anderen bietet es die Möglichkeit, Abhängigkeiten zu erkennen sowie übergreifende Abstellmaßnahmen zu finden.

Bei der Wahl der Software sollte ein weiterer Punkt berücksichtigt werden: Das normgerechte Erstellen einer Risikoanalyse.

FMEA als Teil des SYNCOS MES

SYNCOS MES ist ein umfangreiches und bedienerfreundliches VDE 5600 konformes MES. Integration von FMEA und der 5-Why-Methode sind selbstverständlich.

Mittels Maschinen- und Betriebsdatenerfassung (BDE, MDE) können Fehler und Abstellmaßnahmen auf der Basis von Live- und History-Daten ermittelt und geprüft werden.

Zusätzlich wartet SYNCOS MES noch mit einigen weiteren Features der Qualitätssicherung auf, einschließlich CAQ, Auditmanagement, Prüfmittelmanagement, SPC und APQP.

Auch im normalen Produktionsalltag unterstützt SYNCOS MES unter anderem durch Plantafeln, Terminierung aller Arbeitsfolgen sowie mehrstufige, artikelbezogene Arbeitsplanung mit Unterstützung aller Aufgaben.

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Fazit zu FMEA

Durch Fehlervermeidung und bewusstes Inkaufnehmen von Fehlern kann FMEA maßgeblich die Effizienz erhöhen. Dies verbessert nicht nur Ihre Qualität, senkt Kosten und verhindert Imageschäden (Lieferverzögerung, Qualitätsmangel), sondern es gibt Ihnen auch eine relativ große Sicherheit.

“Relativ” deshalb, weil man im Vorfeld nicht immer alle möglichen Fehler einkalkulieren kann.

Aber falls Sie mit Überzeugung sagen können: “Wir haben nahezu alle möglichen Fehler und Ihre Ursachen ermittelt, sowie die Fehler, die sich rechnen, einschließlich Überprüfung der Abstellmaßnahmen, beseitigt!”, dann werden Sie nicht nur entspannter gegenüber Deadlines und großen Aufträgen sein, Sie können auch präzisere Aussagen über Kosten und die Dauer treffen.

FMEA ist nicht nur hilfreich für Systeme wie Six Sigma, sondern sollte auf jeden wichtigen Prozess angewendet werden, unabhängig davon, ob es eine Entwicklung, eine Maschine der Produktion oder ein Prozess ist.

FMEA ist – bei korrekter Anwendung – zwar aufwendig, aber langfristig gesehen lohnt es sich absolut und ist heutzutage nahezu unabdingbar!