FMEA – State of the art, Trends und innovative ...

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© Fraunhofer FMEA – State of the art, Trends und innovative Weiterentwicklungen DGQ-Regionalkreises Stuttgart, 20. November 2013, Fraunhofer IPA, Stuttgart Dr.-Ing. Alexander Schloske Senior Expert Quality Management Leiter Stuttgarter Produktionsakademie Telefon: +49(0)711/9 70-1890 Fax: +49(0)711/9 70-1002 E-Mail: [email protected] Internet: www.ipa.fraunhofer.de 1427/08

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FMEA – State of the art, Trends und innovative Weiterentwicklungen DGQ-Regionalkreises Stuttgart, 20. November 2013, Fraunhofer IPA, Stuttgart

Dr.-Ing. Alexander Schloske

Senior Expert Quality Management

Leiter Stuttgarter Produktionsakademie

Telefon: +49(0)711/9 70-1890

Fax: +49(0)711/9 70-1002

E-Mail: [email protected]

Internet: www.ipa.fraunhofer.de

1427/08

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Dortmund

Darmstadt

Dresden

Bremen

Hannover

Karlsruhe

Saarbrücken

München Stuttgart

Berlin

Rostock

Freiburg

60 Institute an rund 40 Standorten

20.000 Mitarbeiter 2,0 Mrd. € Budget

Vorstellung Die Fraunhofer-Gesellschaft

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Industrielle Forschung

Vernetzung von Wissenschaft und Praxis Fraunhofer IPA als Basis für den Wissenstransfer

Lehrstühle an der Universität Stuttgart, ISW, IFF und EEP

SPA

Lehre Forschung Entwicklung Realisierung Anwendung

Erfahrungen aus der Industrie

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Zielsetzung der Stuttgarter Produktionsakademie Komplettanbieter für Aus- und Weiterbildung zum Thema „Industrielle Produktion“

Die Stuttgarter Produktionsakademie gGmbH versteht sich als offene und nicht gewinnorientierte Aus- und Weiterbildungsplattform rund um das Thema der industriellen Produktion.

Ziel der Stuttgarter Produktionsakademie ist es maßgeschneiderte und zielgruppenorientierte Aus- und Weiterbildungen für alle Hierarchieebenen in den Unternehmen anzubieten.

Dazu greifen wir auf erstklassige und praxis-erfahrene Referenten des Fraunhofer-Netzwerks, der Universität Stuttgart sowie ausgewählter Kooperationspartner (u.a. DGQ) zurück.

Beim Aufbau der technologischen Fähigkeiten orientieren wir uns am Prinzip »learning by doing« und setzen Labore ein bzw. üben das Erlernte anhand von Praxisbeispielen und Planspielen.

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Fachliches Leistungsspektrum Rollen- und technologieorientierte Aus- und Weiter-bildungskonzepte

Rollenspezifische Seminare

Führungskräfte (kompakt)

Spezialisten (vertieft)

Technologiespezifische Seminare

Technologien der industriellen Produktion

Seminare zu Querschnittsthemen

Methoden-Know-How

Soft-Skills

Juristische Themen

ca. 160 Seminare in 2014 geplant

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Vorstellung FMEA am Fraunhofer IPA

Erfahrung seit 1987

Entwicklung des ersten grafischen wissensbasierten FMEA-Systems (1992)

Mehr als 500 FMEA-Projekte in den verschiedensten Branchen

Mehr als 400 FMEA-Reviews für führende Automobilhersteller

Kontinuierliche Weiterentwicklung des Themas mit 7 Mitarbeitern - FMEA-Controlling für parallele und verteilte Produktentwicklungen - Konstruktions- und Verfügbarkeits-FMEA (KV-FMEA) für Anlagen - Fehler-Prozess-Matrix (FPM) für komplexe Montageprozesse - Mechatronik-FMEA und Funktionale Sicherheit - FMEA-Anwendung für Versorgungskassen im Rahmen der MARisk

Komplettangebot für die Industrie (Schulung, Coaching, Moderation, …)

Seit 2003 FMEA-Trainer der Deutschen Gesellschaft für Qualität (DGQ)

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Tätigkeitsfeld FMEA am Fraunhofer IPA Gestaltung sicherer Produkte und Prozesse mit der FMEA und Funktionaler Sicherheit

2003 Kfz

Bildquelle: Conti-teves

Bildquelle: Kalle-Nalo

www.nachrichten.at

www.wabco-auto.com

www.auto-motor-und-sport.de

www.merkur-online.de

www.plasmatreat.de www.wochenanzeiger-herford.de

1965

2010

Bildquelle:www.autobild.de//artikel/opel-meriva-2010-_1030625.html

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VORTRAGSINHALTE

Stand der Technik

FMEA nach VDA 4 versus EXCEL-Formblatt

Kriterien für eine erfolgreiche FMEA

Denkmodelle

System-FMEA / Mechatronik-FMEA

Produkt-FMEA / Konstruktions-FMEA

Prozess-FMEA / Logistik-FMEA

Trends und innovative Weiterentwicklungen

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Einführung FMEA analysiert und bewertet Fehlerfolge- Fehler-Fehlerursache-Kombinationen

„Ah, hier - ich habe vergessen die Schraube anzuziehen!“ Quelle: Sonntag aktuell (2002)

Fehlerfolge (FF) Schnitt außerhalb des Sägebereichs

Fehler (F) Sägeblatt lose

Fehlerursache (FU) Fixierschraube lose

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Primäres Ziel der FMEA ist es, sicherzustellen, dass

Keine fehlerhaften Systeme (Betriebssicherheit) konzipiert werden

System-FMEA / Mechatronik-FMEA

Keine fehlerhaften Produkte (Zuverlässigkeit) entwickelt werden

Produkt-FMEA / Konstruktions-FMEA

Keine fehlerhaften Produkte produziert werden bzw. Produkte nicht fehlerhaft kommissioniert und/oder ausgeliefert werden

Prozess-FMEA / Logistik-FMEA

Einführung Ziele der FMEA-Arten

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STAND DER TECHNIK

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Stand der Technik Geschichte der FMEA

1949 1996 2006 1986

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Stand der Technik Ablauf in der FMEA (in Anlehnung an VDA)

System strukturieren

Prozess strukturieren

Funktionen und Merkmale zuordnen

Funktionsnetz bilden

Fehlfunktionen ableiten

Fehlernetz (Hypothesen) bilden

Vermeidungsmaßnahmen definieren

Fehlererkennung und Fehlerreaktion definieren

Optimierung planen

Wirksamkeit überprüfen

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Stand der Technik Vorteile der VDA-Vorgehensweise gegenüber alleiniger Erstellung im Formblatt (z.B. mit EXCEL)

Arbeiten gemäß VDA-Vorgehensweise:

Generierung neuer Denkanstöße (bis zu 30% mehr Fehlerursachen)

Betrachtung bisher noch nicht aufgetretener Situationen

Systematische und klar strukturierte Vorgehensweise

Arbeiten im Formblatt:

Vorrangig Dokumentation von bereits vorhandenem Wissen

Im Allgemeinen wenig neue Erkenntnisse

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Stand der Technik Teilweise schlechte Noten für FMEAs von System-lieferanten (n=39) eines namhaften OEMs

59 8

4 85

39

05

1015202530354045

Not

e 1

Not

e 2

Not

e 3

Not

e 4

Not

e 5

Not

e 6

Ges

amt

Kriterien (Auszug):

Verständnis des FMEA-Prozesses

Bezug zu Entwicklungsprozess und Produkt

Struktur, Funktionen, Fehlfunktionen

Präzision der Bezeichnung und Bewertung

Risikobewertung

Teamzusammensetzung

Verantwortlichkeiten, Termine

Wirksamkeitsüberprüfung

Quelle: in Anlehnung an EDAG (2010)

Note 1: erfüllen die Erwartungen

Note 2: sind noch akzeptabel

Note 3-6: ab hier kein Nutzwert

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KRITERIEN FÜR EINE ERFOLG-REICHE FMEA (ERGEBNIS)

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Kriterien für eine erfolgreiche Prozess-FMEA Sinnvolle Auswahl der Untersuchungsobjekte (z.B. mittels Risikofilter)

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Kriterien für eine erfolgreiche FMEA Teamtaktung erhöht Akzeptanz

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Kriterien für eine erfolgreiche Prozess-FMEA Kreative Arbeit in moderierten interdisziplinären Teams

Moderation durch - interner Methodenexperte - externer Methodenexperte

Stammteam (Prozess-FMEA) - Entwicklung / Konstruktion - Fertigungsplanung / Fertigung - Kundendienst / Service - Qualitätssicherung - weitere Experten (ggf. nur zeitweise)

Wissensvermittlung aus früheren Projekten (z.B. Projektleitung, Service)

Visualisierung und Dokumentation mit PC, FMEA-Software und Beamer

Raumausstattung (Flip-Chart, Getränke)

Teamgröße sollte 8 Personen nicht übersteigen!

FMEA-Team:

liefert Fachkenntnisse

besitzt Kenntnisse über das Untersuchungsobjekt

Einbindung von Werkern bei Prozess-FMEAs

Moderator:

stellt Methodenkenntnis

fragt zielorientiert

strukturiert Wissen

dokumentiert Ergebnisse

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Umgebungs- bedingungen [Mitwelt]

Umgebungs- bedingungen

Definitionen Zusammenhang zwischen Funktionen, Anforderungen und Merkmalen

Systemfunktion (gewollt)

Produktanforderung (nicht beeinflussbar)

Produktmerkmal (gewollt, beeinflussbar)

Prozesseigenschaft (nicht beeinflussbar)

Prozessmerkmal (gewollt, beeinflussbar)

Produktfunktion (gefordert)

… Systemfunktion (gewollt) …

Systemfunktion (gewollt)

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Beispielsystem Magnetventil Funktionsprinzip

Bildquelle: http://www.magnetventile-shop.de

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Produktion Entwicklung

Integration von Entwicklung und Produktion Produktfunktionen werden durch Produktmerkmale realisiert

[Magnetventil] Schaltfunktion

ausführen

[Magnetgestell] Geringe Reibung zwischen Anker und Ankerführ-ung aufweisen

[Bremssystem] Bremsdruck

erzeugen

[Fahrzeug] Bremsverzöger-

ung sicherstellen

[Anker] Außendurch-

messer

[Anker drehen] Außendurch-

messer

[Mensch] Programm

laden

[Drehwerkzeug] Voreinstellungs-daten aufweisen

[Mensch] Werkzeug

rüsten

[Drehwerkzeug] Schneidfähigkeit

aufweisen

[Ankerführung] Innendurch-

messer

[Ankerführung] Innendurch-

messer

Schnittstellen- element

Sicherstellung, dass das

Merkmal richtig ausgelegt ist!

Sicherstellung, dass das

Merkmal richtig hergestellt wird!

Prozess-FMEA Konstruktions-FMEA System-FMEA

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Produktion Entwicklung

Integration von Entwicklung und Produktion Produktfunktionen werden durch Produktmerkmale realisiert

[Magnetventil] Schaltfunktion

ausführen

[Magnetgestell] Geringe Reibung zwischen Anker und Ankerführ-ung aufweisen

[Bremssystem] Bremsdruck

erzeugen

[Fahrzeug] Bremsverzöger-

ung sicherstellen

[Anker] Außendurch-

messer

[Anker drehen] Außendurch-

messer

[Mensch] Programm

laden

[Drehwerkzeug] Voreinstellungs-daten aufweisen

[Mensch] Werkzeug

rüsten

[Drehwerkzeug] Schneidfähigkeit

aufweisen

[Ankerführung] Innendurch-

messer

[Ankerführung] Innendurch-

messer

Produktmerkmal „Innendurchmesser“

Produktmerkmal „Außendurchmesser“

Prozess-FMEA Konstruktions-FMEA System-FMEA

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Produktion Entwicklung

Integration von Entwicklung und Produktion Fehlerhafte Produktmerkmale führen zu Fehlfunktionen am Produkt

[Magnetventil] Magnetventil

klemmt

[Magnetgestell] Reibung zwischen

Anker und Ankerführung

zu groß

[Bremssystem] Kein Bremsdruck

[Fahrzeug] Keine Brems-verzögerung

[Anker] Außendurch-

messer zu groß (toleriert)

[Anker drehen] Außendurch-

messer zu groß (hergestellt)

[Mensch] Falsches

Programm geladen

[Drehwerkzeug] Falsche

Voreinstellungs-daten

[Mensch] Falsches

Werkzeug gerüstet

[Drehwerkzeug] Werkzeug

verschlissen

[Ankerführung] Innendurch-

messer zu klein (toleriert)

[Ankerführung] Innendurch-

messer zu klein (hergestellt)

Prüfmerkmal „Innendurchmesser“

Prüfmerkmal „Außendurchmesser“

Sicherstellung, dass die „Ursache-Wirkungs-Kette“

fehlerhafter relevanter Merkmale unterbrochen wird !

=

Prozess-FMEA Konstruktions-FMEA System-FMEA

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Absicherung der Produktnutzung gegen konstruktiv nicht ausschließbare

Fehler unter Berücksichtigung aller Nutzungsszenarien durch den Kunden

Absicherung der Produkt-entwicklung gegen Ent-wicklung und Freigabe fehlerhaft ausgelegter

Produkte bezogen auf die geforderte Lebensdauer und Einsatzbedingungen

Absicherung der Produk-tion und Montage gegen Herstellung und weitere

Verwendung bzw. Auslieferung fehlerhaft hergestellter Produkte

Prozess-FMEA Konstruktions-FMEA System-FMEA

Ziele der System-, Konstruktions- und Prozess-FMEA Systematische und durchgängige Analyse mittels Funktions- und Fehlernetz über die FMEA-Arten hinweg

[Magnetventil] Schaltfunktion

ausführen

[Magnetgestell] Geringe Reibung zwischen Anker und Ankerführ-ung aufweisen

[Bremssystem] Bremsdruck

erzeugen

[Fahrzeug] Bremsverzöger-

ung sicherstellen

[Anker] Außendurch-

messer

[Anker drehen] Außendurch-

messer

[5 M‘s - Mensch] Werkzeug rüsten

[Magnetventil] Magnetventil

klemmt

[Magnetgestell] Reibung zwischen

Anker und Ankerführung

zu groß

[Bremssystem] Kein Bremsdruck

[Fahrzeug] Keine Brems-verzögerung

[Anker] Außendurch-

messer zu groß toleriert

[Anker drehen] Außendurch-

messer zu groß hergestellt

[Mensch] Falsches

Werkzeug gerüstet

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Kriterien für eine erfolgreiche FMEA Beschreibung von Funktionen in der FMEA

Funktionen können nur zwischen zwei oder mehreren Bauteilen bestehen (ein Bauteil alleine weist nur Produktmerkmale auf)

Funktionen sollten immer mit einem Substantiv und einem Verb beschrieben werden

Funktionsbeschreibungen beinhalten immer implizit den Zusatz „über Lebensdauer“ und „unter Umgebungs- und Nutzungs-bedingungen“

Je präziser eine Funktion bzw. Anforderung spezifiziert ist, um so leichter lassen sich die zugehörigen Fehlfunktionen ermitteln

Beispiel: Klemmkraft (von 20 N) [über Lebensdauer unter Umgebungs-bedingungen] aufweisen

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Fehlfunktionen ergeben sich als Nichterfüllung oder teilweise Erfüllung einer Funktion bzw. einer Anforderung

Globale Fehlfunktionen, wie z.B. Durchmesser n.i.O. oder Durchmesser fehlerhaft führen zu wenig aussagekräftigen Ergebnissen -> schwammige nichtssagende FMEA -> erhöhter Diskussionsbedarf im Team

Fehlfunktionen: Durchmesser zu groß Durchmesser zu klein Durchmesser oval Rattermarken

Durchmesser n.i.O.

Kriterien für eine erfolgreiche FMEA Präzise Bezeichnung der Fehlfunktionen

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Zeit

Merkmal 120%

100%

Zeit

Merkmal 100%

0%

Zeit

Merkmal 100%

30%

Zeit

Merkmal

100%

50%

Zeit

Merkmal

100%

50%

Zeit

Merkmal

100%

0%

Quelle: in Anlehnung an von Regius (2008)

Kriterien für eine erfolgreiche FMEA Präzise Bezeichnung der Fehlermodi

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Kriterien für eine erfolgreiche FMEA Präzise (und ehrliche) Risikobewertung

RPZ > (40) 80 .. 125

Qualitätsrisiko

Risikoprioritätszahl 'RPZ'

1 . . 1000 =

Bewertung

Bedeutung der Fehlerfolge

für den Endkunden

1 . . 10

Bedeutung 'B'

Fehler tritt beim Endkunden auf

Annahme

Bewertung

Wahrscheinlichkeit der Entdeckung der Fehlerfolge, des Fehlers oder der Fehlerursache

beim Hersteller (Entwicklung bzw. Produktion)

Entdeckung 'E'

1 . . 10

Fehler tritt beim Hersteller auf

(Entwicklung bzw. Produktion)

Annahme

Maßnahmen zur Entdeckung

Berücksichtigung

Auftreten 'A'

1 . . 10

Bewertung

Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Fehlers aufgrund

der Fehlerursache (beim Endkunden)

Fehlerfolge, Fehler bzw. Fehlerursache wird nicht

geprüft

Annahme

Maßnahmen zur Vermeidung

Berücksichtigung

Bedeutung B = 9 .. 10

Sicherheits-/Gesetzesrisiko

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Kriterien für eine erfolgreiche FMEA Einbindung des Endkunden bei der Risikobewertung (Beispiel Prozess-FMEA)

Beispiel (Prozess-FMEA):

Eine Bewertung des fehlenden Keils als Ausschuss führt zur “Verharmlosung” des Risikos -> B = 5.

Fehlen des Keils führt dazu, dass der Benutzer beim Crash unter dem Gurt “durchtaucht” -> B = 10.

Bewertung der „Top”-Fehlerfolge immer mit Bezug auf den Endkunden (Annahme, dass die Fehlerfolge beim Endkunden auftritt)

Risikobewertung mit A und E zeigt die Wahr-scheinlichkeit des Auftretens beim Endkunden

Anti-Submarining-Keil im PU-Schaum

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B Systemelement

Fehlerfolge Systemelement Fehlerursache

Systemelement Fehlerart

K E A RPZ

Derzeitige entdeckende Maßnahmen

Derzeitige vermeidende Maßnahmen

Verantwortlich Termin / Status

Zukünftige bzw.

empfohlene entdeckende Maßnahmen

Zukünftige bzw.

empfohlene vermeidende Maßnahmen

E A RPZ Verantwortlich

Termin / Status

Zukünftige bzw.

empfohlene entdeckende Maßnahmen

Zukünftige bzw.

empfohlene vermeidende Maßnahmen

E A RPZ Verantwortlich

Termin / Status

Chronologie der Entwicklung

Kriterien für eine erfolgreiche FMEA Dokumentation des Entwicklungsfortschrittes im FMEA-Formblatt nach VDA 4 Kapitel 3 (2006)

Ist- Stand

Zwischen- Stand

End- Stand

Hypothese

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Kriterien für eine erfolgreiche FMEA Dokumentation des Risikoverlaufs im PEP im FMEA-Formblatt (Beispiel Produkt-FMEA)

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DENKMODELLE FÜR SYSTEM-UND MECHATRONIK-FMEA

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A=1 oder

DC=99%

Zielsetzung der System-FMEA Analyse von Systemzuständen, Fehlfunktionen (s/z), Fehlererkennungen und Fehlerreaktionen im Betrieb

2. Fehler- reaktion

1. Fehlerer- kennung

Häu

fig

keit

A

Schadensausmaß B

Betrieb

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Besonderheiten in der System-FMEA Analyse von Systemzuständen, Fehlfunktionen (s), Fehlererkennungen und Fehlerreaktionen im Betrieb

Quelle: Workshop B, XVI.-APIS-Benutzertreffen (2010)

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Besonderheiten in der System-FMEA Analyse von Systemzuständen, Fehlfunktionen (s), Fehlererkennungen und Fehlerreaktionen im Betrieb

Quelle: Workshop B, XVI.-APIS-Benutzertreffen (2010)

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Beispiel: Einfacher Fehlerfall „Bit-Kipper im RAM“ Analyse von Systemzuständen, Fehlfunktionen (z), Fehlererkennungen und Fehlerreaktionen im Betrieb

Erkennung im Betrieb

Reaktion im Betrieb

Erkennung / Reaktion im Betrieb

(DC = High = 99%)

1% = 0,0161 FIT

99% = 1,5939 FIT

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Besonderheiten in der Mechatronik-FMEA FMEA-Formblattinhalte für „Bit-Kipper im RAM“ (Beispiel nach DIN EN 61508)

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DENKMODELLE FÜR DIE KONSTRUKTIONS-FMEA

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Zielsetzung der Konstruktions-FMEA Absicherung der Produktentwicklung entlang des V-Modells durch Tests, Verifizierung und Validierung

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Zielsetzung der Konstruktions-FMEA Absicherung der Produktentwicklung entlang des V-Modells durch Tests, Verifizierung und Validierung

FMEA

QFD

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Vermeidungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme

Bildquelle: www.dsz-gmbh.de/

Besonderheiten in der Konstruktions-FMEA Trennung zwischen Vermeidungs- und Entdeckungs-maßnahmen

Verhindert das Auftreten von Fehlern in der Entwicklung

Entdeckt Fehler der Entwicklung, falls sie aufgetreten sind

Entwicklung

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Besonderheiten in der Konstruktions-FMEA Prüfmaßnahmen in der Produkt-/Konstruktions-FMEA

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Besonderheiten in der Konstruktions-FMEA Ermittlung kritischer Komponenten (Risikoauswertung)

Beurteilung der Zuverlässigkeit unter Berücksichtigung der potentiellen Auswirkung auf den Kunden

Risikomatrix über B * A

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DENKMODELLE FÜR DIE PROZESS-FMEA

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Zielsetzung der Prozess-FMEA Beschleunigung der Lernkurve durch „virtuelle Fertigung“ im Rahmen der Produktionsplanung

SOP t

Empirische Lernkurve

Feh

ler

Reduzierung durch früh-zeitige Anwendung der Prozess-FMEA

Prozessplanung

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Kopplung von Prozess-FMEA und Prozess-Lenkungs-Plan Durchgängige Betrachtung durch Anschluss der Prozess-FMEA an den Prozess-Lenkungs-Plan (PLP)

Wissensweitergabe Prozess-FMEA

Analyse von Risiken der Produktherstellung

PLP Absicherung von Risiken der Produktherstellung

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Besonderheiten in der Prozess-FMEA Strukturierung von Prozess-FMEAs anhand wertschöpfender Prozesse

Vorteile:

FMEA-Aufwand um über 50% reduziert

(bei gleich bleibendem Informations-

gehalt)

Kein Durchschleifen von Fehlern über

die Prozessschritte

Keine Trivialitäten in der FMEA

(z.B. Werkerfehler, Mitarbeiterschulung)

Höhere Akzeptanz der FMEA

Einfache Struktur mit gleichem Inhalt

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Besonderheiten in der Prozess-FMEA Strukturierung

Tätigkeiten zur Durchführung

Anforderungen / Eigenschaften an beteiligte Prozesselemente

Primäre Funktion des Prozess- schrittes („Wertschöpfung“ )

Primäre Funktion des Prüf- schrittes („Prüfen“)

Welchen Fehler sehe ich an der Komponente nach dem Prozess- bzw. Montageschritt

Interne Folgen Externe Folgen

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Kopplung von Prozess-FMEA und Prozess-Lenkungs-Plan Inhalte Prozess-FMEA

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Kopplung von Prozess-FMEA und Prozess-Lenkungs-Plan Inhalte Prozess-Lenkungs-Plan (PLP)

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Prozess

Verhindert das Auftreten von Fehlern im Prozess

Entdeckt Fehler des Prozesses, falls sie aufgetreten sind

Vermeidungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme

Quelle: Bosch Rexroth; Cornelia Brenner

Besonderheiten in der Prozess-FMEA Trennung zwischen Vermeidungs- und Entdeckungs-maßnahmen

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Logistik-Prozess

Verhindert das Auftreten von Fehlern im Logistik-

Prozess

Entdeckt Fehler des Logistik-Prozesses, falls sie aufgetreten sind (noch bevor die Ware den

Kunden erreicht)

Bildquelle: http://www.paul-v-maur-s.de/deutsch/lagerhallen/vuklager.jpg

Besonderheiten in der Logistik-FMEA Trennung zwischen Vermeidungs- und Entdeckungs-maßnahmen

Vermeidungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme

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Prüfstrategien in der Produktion Systematische und zufällige Fehler

Systematische Fehler:

Treten an allen Produkten ab einem bestimmten unerwünschten Ereignis gleichermaßen auf

Haben meist technische Ursachen (z.B. Bruch, Verschleiß) oder sind durch fehlerhaftes Rüsten (z.B. falsches Werkzeug) bedingt

Beispiel: Fehlende Bohrung aufgrund von Bohrerbruch

Zufällige Fehler:

Treten nur an einigen Produkten ohne Systematik auf

Haben meist menschliche Ursachen (Arbeitsgang falsch ausgeführt)

Treten meist bei manuellen Arbeitsgängen auf

Beispiel: O-Ring nicht gefügt

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Bewertung der Entdeckungswahrscheinlichkeit Systematische und zufällige Fehler in der Produktion

Fehlerursache systematisch zufällig

Prüfart Erst- und/oder Letztstückprüfung Stichprobenprüfung 100%-Prüfung

Prüfgüte / Prüfprozess fähig / nicht fähig

Reaktionsmöglichkeiten Rücksortierung Sperrung

Die Entdeckungswahrschein-lichkeit beschreibt die Wahr-scheinlichkeit der Entdeck-ung der Fehlerursache, der Fehlerart oder der Fehler-folge innerhalb des Verant-wortungsbereiches des pro-duzierenden Unternehmens noch bevor dadurch Schäden verursacht werden können. Dabei reicht es nicht aus, den Fehler nur zu entdecken, vielmehr müssen auch die entsprechenden Reaktions-maßnahmen erfolgen (können).

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Beispiele für Prüfverfahren Systematischer Fehler

Prüfart:

Erst- und Letztstückprüfung

Keine Rücksortierung

Hohe Prüfgüte

Keine vollständige Entdeckung (E = 10)

Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html

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Beispiele für Prüfverfahren Systematischer Fehler

Prüfart:

Erst- und Letztstückprüfung

Rücksortierung und Aussonderung bis zum letzten Gutteil

Hohe Prüfgüte

Sehr hohe Entdeckungswahrscheinlichkeit (E = 1)

Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html

Rücksortierung bis zum ersten Gutteil

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Beispiele zur Risikobewertung in der Prozess-FMEA Systematischer Fehler (z.B. falscher Durchmesser aufgrund von Werkzeugverschleiß) Prüfart:

Erst- und Letztstückprüfung

Erststückprüfung nach Werkzeugwechsel

Hohe Prüfgüte

Entdeckungswahrscheinlichkeit E = 10

Werkzeugwechsel Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html

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Prüfart:

Erst- und Letztstückprüfung

Letztstückprüfung vor Werkzeugwechsel mit Rücksortierung

Erststückprüfung nach Werkzeugwechsel

Hohe Prüfgüte

Entdeckungswahrscheinlichkeit E = 1

Beispiele zur Risikobewertung in der Prozess-FMEA Systematischer Fehler (z.B. falscher Durchmesser aufgrund von Werkzeugverschleiß)

Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html

Werkzeugwechsel

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Beispiele für Prüfverfahren Zufälliger Fehler

Prüfart:

Erst- und Letztstückprüfung

Keine Rücksortierung

Hohe Prüfgüte

Keine Entdeckungswahrscheinlichkeit (E = 10)

Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html

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Beispiele für Prüfverfahren Zufälliger Fehler

Prüfart:

Stichprobenprüfung

Keine Rücksortierung

Hohe Prüfgüte

Sehr geringe Entdeckungswahrscheinlichkeit (E = 8 .. 10)

Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html

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Beispiele für Prüfverfahren Zufälliger Fehler

Prüfart:

100%-Prüfung

Aussonderung

Hohe Prüfgüte

Sehr hohe Entdeckungswahrscheinlichkeit (E = 1)

Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html

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Bewertung von Sichtprüfungen Korrekte Bewertung von Sichtprüfungen - Fehlfunktion „fehlerhaft lackierter Kotflügel montiert“ im Kontext

Zufälliger Fehler (wenige Fahrzeug)

Leicht erkennbares Fehlermerkmal

100%-Sichtprüfung

Zufälliger Fehler (wenige Fahrzeug)

Schwer erkennbares Fehlermerkmal

100%-Sichtprüfung

Sehr gute Entdeckung (E = 3) Schlechte Entdeckung (E = 9)

Bildquelle: http://www.autobild.de/ir_img/62639396_8527efaf71.jpg Bildquelle: http://www.mercedes-benz.de/

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Bewertung von Sichtprüfungen Vorschlag zur Entdeckungswahrscheinlichkeit E von Sichtprüfungen

Stichprobenmäßige Sichtprüfung eines leicht

erkennbaren Fehlermerkmales E = 2 .. 3 E = 9 .. 10

Stichprobenmäßige Sichtprüfung eines schwer

erkennbaren Fehlermerkmales E = 4 .. 7 E = 10

Bewertung Faktor E Systematischer Fehler Zufälliger Fehler

100% Sichtprüfung eines leicht erkennbaren

Fehlermerkmales E = 1 .. 3 E = 3 .. 6

100% Sichtprüfung eines schwer erkennbaren

Fehlermerkmales E = 4 .. 6 E = 7 .. 10

Fehlende Bohrung aufgrund von Bohrerbruch

Manueller Stanzarbeits- gang nicht ausgeführt

Zuwenig Vergussmasse an der Anlage eingestellt

Verunreinigungen (z.B. Zigarettenreste)

in einer Sprudelflasche

Falsch lackiertes Bauteil verbaut

Fehlender Öldeckel auf Motor

Falsche Beize zur Lackierung von

Holzzierteilen verwendet

Poren auf der Oberfläche einer Chromzierleiste

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Bewertung von Sichtprüfungen Vorschlag zur Entdeckungswahrscheinlichkeit E von Sichtprüfungen

Stichprobenmäßige Sichtprüfung eines leicht

erkennbaren Fehlermerkmales E = 2 .. 3 E = 9 .. 10

Stichprobenmäßige Sichtprüfung eines schwer

erkennbaren Fehlermerkmales E = 4 .. 7 E = 10

Bewertung Faktor E Systematischer Fehler Zufälliger Fehler

100% Sichtprüfung eines leicht erkennbaren

Fehlermerkmales E = 1 .. 3 E = 3 .. 6

100% Sichtprüfung eines schwer erkennbaren

Fehlermerkmales E = 4 .. 6 E = 7 .. 10

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Prüfstrategien in der Produktion Zusammenfassende Darstellung der geeignetsten Entdeckungsmaßnahmen in der Prozess-FMEA

Erststückprüfung zur Prozessfreigabe und nach Prozessveränderungen (z.B. Rüsten, Schichtbeginn, Chargenwechsel, Bandstillstand, …)

Nachweis (Dokumentation) der Prozessfähigkeit und Prozessbeherrschung

Analyse der Prozessfähigkeit (z.B. cp ≥ 1,66 .. 2,0 und cpk ≥ 1,33 .. 1,66 )

Beurteilung der Prozessbeherrschung (z.B. 2 Tages-Produktion)

Statistische Prozessregelung (SPC) mit Qualitätsregelkarten

oder

Nachweis (dokumentierte) Prüfung

systematischer Fehler -> Stichprobe (z.B. Erst- und Letztstückprüfung mit 100%-Rücksortierung bei Fehlern)

zufälliger Fehler -> 100%-Prüfung (Komponenten oder Baugruppen)

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Denkmodell zur Prüfplanung Denkmodell zur Prüfplanung für eine „Null-Fehler-Pro-duktion“ unter Berücksichtigung des Fehlergeschehens

Verbindung der Produkt-FMEA und der Prozess-FMEA über die Produktmerkmale zur Sicherstellung einer durchgängigen Bewertung bzw. Berücksichtigung „Besonderer Merkmale“

Definition von Prüfstrategien in Abhängigkeit von

der Prozessfähigkeit (fähiger und beherrschter Prozess) oder

dem Fehlerbild (zufälliger oder systematischer Fehler)

der Kunden-Lieferanten-Beziehung

Durchtrennung ( ) der Ursachen-Wirkungskette mittels effektiver Prüfmaßnahmen unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte (Prüfkosten versus Ausschuss-/Nacharbeitskosten)

Dokumentation der Lenkungs- und Reaktionsmethoden im Produktions-Lenkungs-Plan (PLP)

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Besonderheiten in der Prozess-FMEA Ermittlung kritischer Komponenten (Risikoauswertung)

Beurteilung des Durchschlupfs im Prozess unter Berücksichtigung der potentiellen Auswirkungen auf den Kunden

Risikomatrix über B und A * E

Beurteilung des Durchschlupfs im Prozess

Risikomatrix für A * E

Häufigkeitsanalyse nach A x E

Beurteilung der Prozessauslegung

Paretoanalyse nach RPZ

Hoher Durch- schlupf

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Prozess-FMEA Produkt-FMEA

Maßnahmendefinition in der Prozess-FMEA Definition von Entdeckungsmaßnahmen unter Berücksichtigung des Fehlergeschehens

Sicherstellung, dass die „Ursache-Wirkungs-Kette“

unterbrochen wird ! =

100%-Prüfung Sub-System

Ziel: E=1

[Produkt] Funktion Fehlfunktion ASIL = (B) – D B = 10

[System] Funktion Fehlfunktion

[Subsystem] Funktion

Fehlfunktion

[Subsystem] Funktion

Fehlfunktion

[Baugruppe] Funktion

Fehlfunktion

[Baugruppe] Funktion

Fehlfunktion

[Baugruppe] Funktion

Fehlfunktion

[Komponente] Produktmerkmal

Fehlfunktion

[Komponente] Produktmerkmal

Fehlfunktion

[Komponente] Produktmerkmal

Fehlfunktion

[Komponente] Produktmerkmal

Fehlfunktion

[Komponente] Produkterkmal Fehlfunktion

[Komponente] Produktmerkmal

Fehlfunktion

[Komponente] Produkterkmal Fehlfunktion

[Komponente] Produktmerkmal

Fehlfunktion

[Lieferant] Produktmerkmale

Fehlfunktionen

[Lieferant] Produktmerkmale

Fehlfunktionen

[Lieferant] Produktmerkmale

Fehlfunktionen

[Lieferant] Produktmerkmale

Fehlfunktionen

[Lieferant] Produktmerkmale

Fehlfunktionen

Wareneingangsprüfung Chargenbezogen oder 100%

Ziel: E=1

Lieferantenvereinbarung Ziel: A=1

Ein

zeln

e Pr

üfu

ng

n

ich

t m

ög

lich

Prozess-FMEA (Eigenfertigung)

SPC-Prüfung Ziel: A=1 / E=1

100%-Prüfung Ziel: E=1

Erst- und Letzt- stückprüfung

Ziel: E=1

[Prozess] Produktmerkmal

Fehlfunktion

[5 M‘s (zufällig)] Prozessmerkmale Fehlfunktionen

[Prozess] Produktmerkmal

Fehlfunktion

[5 M‘s (systematisch)] Prozessmerkmale Fehlfunktionen

[Prozess] Produktmerkmal

Fehlfunktion

[5 M‘s (fähig und beherrscht)] Prozessmerkmale Fehlfunktionen

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AUFWAND UND ZITATE

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Aufwand und Zitate Richtwerte zum Aufwand für FMEA-Erstellung und FMEA-Pflege

System-FMEAs:

3-12 Tage (je nach Komplexität)

Produkt-FMEAs:

3-8 Tage (je nach Komplexität)

Prozess-FMEAs:

0,25-0,5 Tage (je Prozessschritt und Komplexität)

Typischer Ablauf eines FMEA-Projektes:

Meetings zur FMEA-Erstellung alle 1-2 Wochen

2-3 Reviews (ca. 0,5 Tage) zur Maßnahmenbewertung

Bildquelle: http://gymnasienac.files.wordpress.com/2009/10/kalender.

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„Jetzt verstehe ich endlich mein Produkt.” (Zitat eines Projektleiters am Ende einer FMEA)

„Ich gehe gerne in FMEA-Sitzungen. Da kann ich endlich mal systematisch und in Ruhe über mein Produkt nachdenken .” (Zitat eines Entwicklers)

„Unsere Kunden sehen uns auf Basis der FMEA als kompetenten Gesprächspartner und erteilen uns seither mehr Aufträge“ (Zitat eines FMEA-Moderators)

„Nur mit einem einzigen durch FMEA vermiedenen Fehler, der zu einer Rückrufaktion geführt hätte, wird die FMEA-Anwendung bereits wirtschaftlich.” (Zitat eines Mitarbeiters aus dem Bereich Qualitätsstrategie)

Aufwand und Zitate Zitate zur FMEA

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ENTWICKLUNGSTENDENZEN DER FMEA

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Methodische Weiterentwicklung

Verstärktes Arbeiten in Strukturen u. Netzen

Abkehr vom Formblatt

Entwicklungstendenzen Methodische Weiterentwicklung und neue Einsatzbereiche der FMEA

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Methodische Weiterentwicklung

Verstärktes Arbeiten in Strukturen u. Netzen

Abkehr vom Formblatt

Abkehr von der RPZ („3D-Ampelfaktor“)

Entwicklungstendenzen Methodische Weiterentwicklung und neue Einsatzbereiche der FMEA

B

E

A

Quelle: Werdich (2010)

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Entwicklungstendenzen Die Einzelfaktoren A, B und E und der „3D-Ampelfaktor“ haben mehr Aussagekraft als die RPZ (K-FMEA)

B

E

A

Quelle: Werdich (2010)

Ausgangszustand:

A = 9

B = 10

E = 1 (z.B. Crash-Test zum Entwicklungsende)

RPZ = 90 (Projektverzug, hohe Änderungskosten)

Optimierter Zustand:

A = 3 (z.B. Auslegung mittels FEM)

B = 10

E = 3 (z.B. Crashtest mit Prototyp in früher Phase)

RPZ = 90 (ausreichende Reaktionsmöglichkeiten)

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Entwicklungstendenzen Die Einzelfaktoren A, B und E und der „3D-Ampelfaktor“ haben mehr Aussagekraft als die RPZ (P-FMEA)

Ausgangszustand:

A = 7

B = 8

E = 1 (z.B. 100%-Prüfung auf speziellem Prüfstand)

RPZ = 56 (hohe Fehler- u. Prüfkosten, hoher Ausschuß)

Optimierter Zustand:

A = 1 (z.B. Poka-Yoke)

B = 8

E = 10

RPZ = 80 (sicherer Prozess, geringe Fehlerkosten)

B

E

A

Quelle: Werdich (2010)

© Fraunhofer

Methodische Weiterentwicklung

Verstärktes Arbeiten in Strukturen u. Netzen

Abkehr vom Formblatt

Abkehr von der RPZ („3D-Ampelfaktor“)

Zunehmende monetäre Bewertung

Entwicklungstendenzen Methodische Weiterentwicklung und neue Einsatzbereiche der FMEA

S1 S1

4

PY

7

S2 S2

7

7

PY

Teil 1

Fehler

Teil 1

vergessen

T1

1

Teil 2

vertauscht

Teil 3

verdreht

Teil 3

beschädigt

Teil 4

vertauscht

Teil 5

doppelt montiert

Teil

falsche Montage

Pro

zeß

sch

ritt

3

Pro

zeß

sch

ritt

2

Pro

zeß

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1

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ritt

4

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Leck

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S3 S3

1

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Pro

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sch

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6

Pro

zeß

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5

T2Pr

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2 (

Kal

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t)

10

6

(exemplarische Werte)

Nacharbeits- und Ausschuss-

kosten

Gewähr- leistungs und Kulanzkosten

(G&K)

© Fraunhofer

Methodische Weiterentwicklung

Verstärktes Arbeiten in Strukturen u. Netzen

Abkehr vom Formblatt

Abkehr von der RPZ

Zunehmende monetäre Bewertung

Neue Einsatzbereiche

Sicherstellung der „Funktionalen Sicherheit“ nach IEC 61508 und ISO 26262

Entwicklungstendenzen Methodische Weiterentwicklung und neue Einsatzbereiche der FMEA

Opel Meriva 2010 Bildquelle: Opel (2010)

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Methodische Weiterentwicklung

Verstärktes Arbeiten in Strukturen u. Netzen

Abkehr vom Formblatt

Abkehr von der RPZ

Zunehmende monetäre Bewertung

Neue Einsatzbereiche

Sicherstellung der „Funktionalen Sicherheit“ nach IEC 61508 und ISO 26262

Ableitung von Produktions-Lenkungs-Plänen bzw. Control-Plänen

Entwicklungstendenzen Methodische Weiterentwicklung und neue Einsatzbereiche der FMEA

Produktions- Lenkungs-Plan

(PLP)

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Methodische Weiterentwicklung

Verstärktes Arbeiten in Strukturen u. Netzen

Abkehr vom Formblatt

Abkehr von der RPZ

Zunehmende monetäre Bewertung

Neue Einsatzbereiche

Sicherstellung der „Funktionalen Sicherheit“ nach IEC 61508 und ISO 26262

Ableitung von Produktions-Lenkungs-Plänen bzw. Control-Plänen

Analyse Besonderer Merkmale

Entwicklungstendenzen Methodische Weiterentwicklung und neue Einsatzbereiche der FMEA

© Fraunhofer

Moderner Ansatz zur Identifikation Besonderer Merkmale Risikograph zur ASIL-Klassifizierung nach ISO 26262 (warum nicht auch anwendbar für Besondere Merkmale?)

Schwere (Severity) S0: keine Verletzungsgefahr S1: geringe und mäßige Verletzungen S2: ernste und möglicherweise tödliche Verletzungen S3: schwere und wahrscheinlich tödliche Verletzungen

Häufigkeit des Ausgesetztseins (Exposure) E1: selten: Situation tritt für die meisten Fahrer seltener als einmal pro Jahr auf E2: gelegentlich: Situation tritt für die meisten Fahrer wenige Male pro Jahr auf E3: ziemlich oft: Situation tritt für Durchschnittsfahrer einmal im Monat oder öfter auf E4: oft: Situation die bei nahezu jeder Fahrt auftritt

Beherrschbarkeit (Controllability) C1: einfach beherrschbar: mehr als 99% der Fahrer oder der anderen Verkehrs- teilnehmer können den Schaden üblicherweise abwenden C2: durchschnittlich beherrschbar: mehr als 90% der Fahrer oder der anderen Verkehrs- teilnehmer können den Schaden üblicherweise abwenden C3: schwierig oder gar nicht beherrschbar: weniger als 90% der Fahrer oder der anderen Verkehrs- teilnehmer können den Schaden üblicherweise abwenden

Controllability C Exposure E

Seve

rity

S

[nach ISO 26262]

C0 C1 C2 C3 S0 E0 – E4 QM QM QM QM

S1

E0 QM QM QM QM E1 QM QM QM QM E2 QM QM QM QM E3 QM QM QM A E4 QM QM A B

S2

E0 QM QM QM QM E1 QM QM QM QM E2 QM QM QM A E3 QM QM A B E4 QM A B C

S3

E0 QM QM QM QM E1 QM QM QM A E2 QM QM A B E3 QM A B C E4 QM B C D

© Fraunhofer

Moderner Ansatz zur Identifikation Besonderer Merkmale Risikograph zur ASIL-Klassifizierung nach ISO 26262 (Empfehlung für Besondere Merkmale ab ASIL = B)

Schwere (Severity) S0: keine Verletzungsgefahr S1: geringe und mäßige Verletzungen S2: ernste und möglicherweise tödliche Verletzungen S3: schwere und wahrscheinlich tödliche Verletzungen

Häufigkeit des Ausgesetztseins (Exposure) E1: selten: Situation tritt für die meisten Fahrer seltener als einmal pro Jahr auf E2: gelegentlich: Situation tritt für die meisten Fahrer wenige Male pro Jahr auf E3: ziemlich oft: Situation tritt für Durchschnittsfahrer einmal im Monat oder öfter auf E4: oft: Situation die bei nahezu jeder Fahrt auftritt

Beherrschbarkeit (Controllability) C1: einfach beherrschbar: mehr als 99% der Fahrer oder der anderen Verkehrs- teilnehmer können den Schaden üblicherweise abwenden C2: durchschnittlich beherrschbar: mehr als 90% der Fahrer oder der anderen Verkehrs- teilnehmer können den Schaden üblicherweise abwenden C3: schwierig oder gar nicht beherrschbar: weniger als 90% der Fahrer oder der anderen Verkehrs- teilnehmer können den Schaden üblicherweise abwenden

Controllability C Exposure E

Seve

rity

S

[nach ISO 26262]

C0 C1 C2 C3 S0 E0 – E4 QM QM QM QM

S1

E0 QM QM QM QM E1 QM QM QM QM E2 QM QM QM QM E3 QM QM QM A E4 QM QM A B

S2

E0 QM QM QM QM E1 QM QM QM QM E2 QM QM QM A E3 QM QM A B E4 QM A B C

S3

E0 QM QM QM QM E1 QM QM QM A E2 QM QM A B E3 QM A B C E4 QM B C D

© Fraunhofer

Moderner Ansatz zur Identifikation Besonderer Merkmale Analogie zwischen ISO 26262 und Besonderen Merkmalen sowie Zusammenhang über Risikograph und Fehlernetz

System-FMEA

[Mecha-tronisches System]

Fehlfunktion

[Produkt] Fehlfunktion

ASIL = (B) – D B = (8) 9 - 10

[E/E-Subsystem] Fehlfunktion

[Bauteil] Merkmal

fehlerhaft ausgelegt

[Herstellung Bauteil]

Merkmal fehlerhaft hergestellt

[Material] Fehlerhaft

[Mitwelt] Fehlfunktion

[Mensch] Fehlfunktion Schnittstellenelement

[E/E-Bauteil] Fault / FIT-Wert

Konstruktions-FMEA (systematisch) FMEDA

(zufällig) [E/E-Bauteil]

Fault / FIT-Wert

[Montage E/E-Subsystem]

Subsystem fehlerhaft montiert

Prozess-FMEA

[4-6 M‘s] Fehlfunktion

[Montage mech. Subsystem]

Subsystem fehlerhaft montiert

[4-6 M‘s] Fehlfunktion

Konstruktions-FMEA Prozess-FMEA System-FMEA

[Mechanisches Subsystem]

Fehlfunktion

MEC

HA

NIK

EL

EKTR

(ON

)IK

[Maschine] Fehlfunktion

Ver

gle

ich

-b

are

Eben

e

© Fraunhofer

Methodische Weiterentwicklung

Verstärktes Arbeiten in Strukturen u. Netzen

Abkehr vom Formblatt

Abkehr von der RPZ

Zunehmende monetäre Bewertung

Neue Einsatzbereiche

Sicherstellung der „Funktionalen Sicherheit“ nach IEC 61508 und ISO 26262

Ableitung von Produktions-Lenkungs-Plänen bzw. Control-Plänen

Analyse Besonderer Merkmale

Kopplung von FMEA und Sprachverarbeitung

Entwicklungstendenzen Methodische Weiterentwicklung und neue Einsatzbereiche der FMEA

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WEITERENTWICKLUNGEN

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KV-FMEA FÜR MASCHINEN- UND ANLAGENBAU

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Weiterentwicklungen Konstruktions- und Verfügbarkeits-FMEA (KV-FMEA)

Mit Hilfe der KV-FMEA lassen sich

konstruktive Schwachstellen und

verfügbarkeitshemmende Faktoren

Von Maschinen und Anlagen ermitteln.

Darauf aufbauend lassen sich Maßnahmen zur

Zuverlässigkeitserhöhung

Anlagenwartung

Fehlerdiagnose

Teilebevorratung

Reparaturfreundlichkeit

treffen.

KV-FMEA

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Konstruktions- und Verfügbarkeits-FMEA (KV-FMEA) Risikoanalyse Fehler/Fehlerursache/Fehlerfolge

Fehler F

Fehlerfolge FF

Fehlerursache FU

Derzeits erfolgte bzw. fest geplante Maßnahmen zur Fehlervermeidung (V) und Fehlerentdeckung (E)

Kleinste austauschbare Einheit (Motor,

Lager,....)

Benennung der Baugruppe und der

Funktion(en)

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Konstruktions- und Verfügbarkeits-FMEA (KV-FMEA) Konstruktionsbewertung

Schwere S

Reparatur-kategorie

R

Risiko RPZi = A * S * R Risiko RPZe = A * S * E

Entdeckungs-wahrscheinlichkeit

E

Auftretens-wahrscheinlichkeit

A

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Konstruktions- und Verfügbarkeits-FMEA (KV-FMEA) Verfügbarkeitsbewertung

Beschaffungszeit: Nach derzeitiger Planung

auszutauschende Einheit auf Lager, beim Hersteller schnell bestellbar,...

Reparaturzeit: Zeit bis zum

vollständigen Anlaufen der Produktion

Diagnosezeit: Zeit zur Diagnose der

tatsächlichen Fehlerursache und der auszutauschenden

Einheit

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Konstruktions- und Verfügbarkeits-FMEA (KV-FMEA) Beurteilung der Gesamtverfügbarkeit

Reparaturzeit für Fehlfunktion: Diagnosezeit = 3 0,25 h + Beschaffungszeit = 8 8 h + Reparaturzeit = 3 0,25 h

Reparaturzeit für 5 Jahre =

5 * (20000h/MTBF)*MTTR

Aufsummierte Stillstandszeit der Funktion über 5 Jahre

Aufsummierte MTBF der Funktion

Auftreten der Fehlfunktion

A = 5 MTBF = 12000 h

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FPM FÜR KOMPLEXE MONTAGEPROZESS

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Weiterentwicklungen Fehler-Prozess-Matrix (FPM)

Mit Hilfe der Fehler-Prozess-Matrix (FPM) lassen sich komplexe Montageprozesse gesamtheitlich nach

Qualität

Kosten

Produktivität

analysieren und optimieren.

Die Vorteile der Fehler-Prozess-Matrix (FPM) sind:

Anpassungen an die Belange der Montage

Schnelle Analyse komplexer Montageprozesse

Betrachtung von Fehler- und Fehlerfolgekosten

S1 S1

4

PY

7

S2 S2

7

7

PY

Teil 1

Fehler

Teil 1

vergessen

T1

1

Teil 2

vertauscht

Teil 3

verdreht

Teil 3

beschädigt

Teil 4

vertauscht

Teil 5

doppelt montiert

Teil

falsche Montage

Pro

zeß

sch

ritt

3

Pro

zeß

sch

ritt

2

Pro

zeß

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1

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1 (

Leck

test

)

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1

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6

Pro

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sch

ritt

5

T2

Prü

fsch

ritt

2 (

Kal

ttes

t)

10

6

(exemplarische Werte)

Zitat Dieter Asböck BMW (Teilprojekt

Qualität 4-Zylinder Ottomotoren):

„Die FPM ist ein tolles

Tool, das ich immer nutzen werde!“

© Fraunhofer

S1 S1 S2 S2 Fehler T1 Teil

Pro

zeß

sch

ritt

3

Pro

zeß

sch

ritt

2

Pro

zeß

sch

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1

Pro

zeß

sch

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4

Prü

fsch

ritt

1 (

Leck

test

)

S3 S3

Pro

zeß

sch

ritt

6

Pro

zeß

sch

ritt

5

T2

Prü

fsch

ritt

2 (

Kal

ttes

t)

4

PY

7

7

7

PY

1 1

6 1

10

6

10 jede Einheit9 einmal / Stunde8 einmal / Tag7 einmal / Woche6 einmal / Monat5 einmal / Quartal4 einmal / halbem Jahr3 einmal / Jahr2 über 1 Jahr her1 keine Erinnerung

Auftreten

10 gar nicht 0,0%9 sehr niedrig 25,0%8 niedrig 50,0%7 niedrig 75,0%6 mäßig 90,0%5 mäßig 95,0%4 mäßig 97,5%3 hoch 99,0%2 sehr hoch 99,5%1 sicher 100,0%

Entdeckung

(exemplarische Werte)

Teil 1

Teil 1

vergessen

Teil 2

vertauscht

Teil 3

verdreht

Teil 3

beschädigt

Teil 4

vertauscht

Teil 5

doppelt montiert falsche

Montage

Welche Fehler können in meinem

Prozessschritt auftreten ?

Mit welcher Häufigkeit wird der

Fehler bei mir auftreten ?

Wo im weiteren Prozessablauf kann der Fehler entdeckt

werden ?

Mit welcher Wahrscheinlichkeit lässt sich der Fehler

entdecken ? Gibt es Poka-Yoke-

Absicherungen ?

Fehler-Prozess-Matrix (FPM) Vorgehensweise und Dokumentation

© Fraunhofer

668

3.400

17

G&

K-K

ost

en

(Ko

sten

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hr)

140

3.000

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16,7

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2.000

4.000

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K-K

ost

en

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0,7

15,0

1,4

feh

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(Tei

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Jah

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200

200

10

Nac

har

bei

t / A

uss

chu

ss

(Ko

sten

/ Te

il)

S1 S2

4

PY

7

S3 S4

7

7

PY

Teil 1

Fehler

Teil 1

vergessen

T1

1

Teil 2

vertauscht

Teil 3

verdreht

Teil 3

beschädigt

Teil 4

vertauscht

Teil 5

doppelt montiert

Teil

falsche Montage

Pro

zeß

sch

ritt

3

Pro

zeß

sch

ritt

2

Pro

zeß

sch

ritt

1

Pro

zeß

sch

ritt

4

Prü

fsch

ritt

1 (

Leck

test

)

S5 S6

1

6 1

Pro

zeß

sch

ritt

6

Pro

zeß

sch

ritt

5

T2

Prü

fsch

ritt

2 (

Kal

ttes

t)

10

(exemplarische Werte)

Teil 3 beschädigt 6

Fehler-Prozess-Matrix (FPM) Vorgehensweise und Dokumentation

© Fraunhofer

Nacharbeits- und Ausschuss-

kosten

Nac

har

bei

tsze

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/-ko

sten

Ü

ber

gan

gsw

ahrs

chei

nlic

hke

it

Gar

anti

e&K

ula

nzk

ost

en

+

Gewährleistungs kosten (G&K)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

Sch

ich

tmo

del

l Pr

od

ukt

ion

szah

len

+

ppm-Gebirge

Entdeckungsdistanz

Fehler zum Kunden

Fehler zur Nacharbeit

S1 S1

4

PY

7

S2 S2

7

7

PY

Teil 1

Fehler

Teil 1

vergessen

T1

1

Teil 2

vertauscht

Teil 3

verdreht

Teil 3

beschädigt

Teil 4

vertauscht

Teil 5

doppelt montiert

Teil

falsche Montage

Pro

zeß

sch

ritt

3

Pro

zeß

sch

ritt

2

Pro

zeß

sch

ritt

1

Pro

zeß

sch

ritt

4

Prü

fsch

ritt

1 (

Leck

test

)

S3 S3

1

6 1

Pro

zeß

sch

ritt

6

Pro

zeß

sch

ritt

5

T2

Prü

fsch

ritt

2 (

Kal

ttes

t)

10

6

(exemplarische Werte)

Fehler-Prozess-Matrix (FPM) Integrierte ppm- und Kostenanalyse

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PE² FÜR ADMINISTRATIVE PROZESSE

© Fraunhofer

Weiterentwicklungen Prozesseffizienz und Prozesseffektivitätsbewertung (PE²)

PE² ist eine leicht verständliche und schnelle Methode zur Messung der Prozessleistung (vorrangig in administrativen Bereichen).

PE² ist verwandt mit Wertstromdesign, Prozess-kostenrechnung und der Fehler Prozess Matrix (FPM)

PE² analysiert Prozesse nach:

Effizienz Fokus Zeit Wie schnell?

Effektivität Fokus Qualität Wie sicher?

Monetär Fokus Kosten Wie teuer?

Befragung direkt mit spezieller PE²-Software

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Ich hoffe, ich konnte Ihnen meine Gedanken zur „FMEA und deren Weiterentwicklung“ vermitteln.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

Bildquelle: Undercover Postcards