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BESONDERE MERKMALE – SYSTEMATISCH ERMITTELN UND DURCHGÄNGIG BEHANDELN
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Senior Expert Quality Management
Abteilung Nachhaltige Produktion und Qualität
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Telefon: +49 711 970-1890Fax: +49 711 970-1002E-Mail: [email protected]: www.ipa.fraunhofer.de
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Dortmund
Darmstadt
Dresden
Bremen
Hannover
Karlsruhe
Saarbrücken
MünchenStuttgart
Berlin
Rostock
Freiburg
66 Institute an rund 40 Standorten
24.000 Mitarbeiter2,0 Mrd. € Budget
VorstellungDie Fraunhofer-Gesellschaft
Fraunhofer IPA (2015):
Betriebshaushalt 64,2 Mio. €
Wirtschaftserträge 20,4 Mio. €
506 Mitarbeiter
453 Studentische Hilfskräfte
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Industrielle Forschung
Vernetzung von Wissenschaft und PraxisFraunhofer IPA als Basis für den Wissenstransfer
Lehrstühle an der Universität Stuttgart,IFF, ISW und EEP
SPA
Lehre Forschung Entwicklung Realisierung Anwendung
Erfahrungen aus der Industrie
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Besondere MerkmaleDefinition nach TS 16949, VDA 4.3 und VDA 6.1
Besondere Merkmale sind Produktmerkmale und/oder Prozessmerkmale, die Auswirkungen auf die Funktionssicherheit (Betriebs- und Gebrauchs-sicherheit), die Einhaltung behördlicher Vorschriften, die Funktion, die Leistung, die Passform, das Erscheinungsbild oder die weitere Verarbeitung des Produktes haben können. [vgl. TS 16949, VDA 4.3, VDA 6.1]
Bildquelle: http://stevenblack.files.wordpress.com
Alles klar
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Besondere MerkmaleVerwirrende Aussagen zu Besonderen Merkmalen
Jedes Produkt muss mindestens ein Besonderes Merkmal aufweisen
Alle SPC-Merkmale sind Besondere Merkmale
Alle Merkmale, die 100% geprüft werden sind Besondere Merkmale
Alle Merkmale eines sicherheitsrelevanten Produktes oder Bauteils sind Besondere Merkmale
Jedes Merkmal, das bereits einmal reklamiert wurde, muss als Besonderes Merkmal deklariert werden
Alle Merkmale, die in der Konstruktions-FMEA mit A=1 bewertet wurden, brauchen nicht mehr als Besondere Merkmale im Prozess betrachtet werden
Eine Maschine muss besonders gekennzeichnet werden, wenn auf ihr ein Besonderes Merkmal produziert wird
…
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GRUNDLAGEN ZU BESONDEREN MERKMALEN
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PLP
GrundlagenSorgfaltspflicht im Produktentstehungsprozess (PEP) zur Sicherstellung technisch relevanter Funktionalitäten
Produktion
BM
Her
stel
lun
g d
es P
rod
ukt
es n
ach
d
en V
org
aben
der
En
twic
klu
ng
Entwicklung
DVP
Sorgfaltspflicht im Entwicklungsprozess
Auslegung und Berechnung
Erprobung und Verifizierung
Umgang mit Fehlern im Betrieb
Dokumentation und Archivierung
Sorgfaltspflicht im Produktionsprozess
Produktionsplanung und Herstellung
Effektive Prüfplanung und Prüfung
Umgang mit Fehlern in der Produktion
Dokumentation und Archivierung
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Juristische Relevanz
Strafrecht: Strafrechtliche Ver-antwortung von Mitarbeitern bei Verschulden
Öffentliches Recht: Befugnisse von Überwachungsbehörden (Auflagen, Vermarktungsstopp, Warnung, Produktrückruf)
Zivilrecht: Gewährleistung (Nachbesserung, Rücktritt, Minderung, Schadensersatz)
GrundlagenBesondere Merkmale und juristische Relevanz
Besondere Merkmale
Sicherheitsrelevanz: Produktsicherheit oder sicherheitsrelevante Folgen(Bedeutung B = 10 in der FMEA)
Zertifizierungsrelevanz: Gesetzliche Vorgaben zum Zeitpunkt des Inverkehrbringens(Bedeutung B = 9 in der FMEA)
Funktionsrelevanz: Funktionen und Forderungen(Bedeutung B = 5 .. 8 in der FMEA)
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Fragestellungen
Könnte uns ein Staatsanwalt bei Abweichungen von dem Merkmal wegen Verletzung von Leib und Leben anklagen?
Könnte uns ein Bundesamt bei Abweichungen von dem Merkmal einen Vermarktungsstopp oder Produktrückruf anordnen?
Könnten auf uns bei Abweichungen von dem Merkmal erhöhte Gewähr-leistungskosten zukommen?
GrundlagenBesondere Merkmale und mögliche Fragenstellungen
Besondere Merkmale
Sicherheitsrelevanz: Produktsicherheit oder sicherheitsrelevante Folgen(Bedeutung B = 10 in der FMEA)
Zertifizierungsrelevanz: Gesetzliche Vorgaben zum Zeitpunkt des Inverkehrbringens(Bedeutung B = 9 in der FMEA)
Funktionsrelevanz: Funktionen und Forderungen(Bedeutung B = 5 .. 8 in der FMEA)
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GrundlagenUnterscheidung zwischen Besonderen Merkmalen, Prüfmerkmalen und sonstigen Merkmalen
Besondere Merkmale
Wichtige Merkmale aus Sicht des (End-)Produktes
(Sicherheit, Gesetz, Funktion)
Überwachung und Doku-mentation in der Produktion notwendig (Ziel: Null-Fehler)
Nachweisführung im Schadensfalle gegenüber
Externen notwendigBM S / BM Z = 15 Jahre
BM F = 3 Jahre
Rückverfolgbarkeit notwendig
Prüfmerkmale
Wichtige Merkmale aus Sicht des Unternehmens (z.B. zur Prozessführung)
Überwachung in Produktion sinnvoll, jedoch keine
Dokumentation notwendig
Keine Nachweisführung gegenüber Externen
notwendig
Keine Rückverfolgbarkeit notwendig
Sonstige Merkmale
Auf Zeichnung spezifiziert, jedoch ohne nennenswerte
Funktionsbeeinträchtigungen bei Abweichungen
Absicherung durch Erstbemusterung und
regelmäßige Requalifikation
Keine Nachweisführung gegenüber Externen
notwendig
Keine Rückverfolgbarkeit notwendig
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DENKMODELL FÜRBESONDERE MERKMALE
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DenkmodellZusammenhang zwischen Funktionen und Merkmalen
Bildquelle: www.industrialpartners.eu/uploads/tx_ipprojects/Neuland_02_RE.jpg
Anforderung Stift: SchreibenFunktion ZB Stift: Festsitz der Kappe auf dem Grundkörper sicherstellen
Merkmal Kappe: Innendurchmesser
Merkmal Grundkörper: Außendurchmesser
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DenkmodellSystematische Analyse und durchgängige Betrachtung der Besonderen Merkmale (Beispiel Stift)
Entwicklung
Definition des Innendurchmessers der Kappe und des Außendurchmessers des Grundkörpers als BMF
Toleranzanalyse für Kappe und Grundkörper
Erstellung von Grenzmustern (Kappe mit minima-lem Innendurchmesser und Grundkörper mit maxi-malem Außendurchmesser)
Steckversuch mit 1000 Zyklen mit Grenzmuster und anschließender Beurteilung der Abzugskraft
Produktion
Überwachung der Innen- und Außendurchmesser (werkzeuggebundener Prozess, alle Kavitäten) Produktion
BMF
Entwicklung
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BEZEICHNUNG BESONDERER MERKMALE
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Besondere MerkmaleUnterschiedliche Bezeichnungen
Ford
YC = Yes - could be - Critical (Produkt-FMEA)
YS = Yes - could be - Special (Produkt-FMEA)
CC = Critical Characteristic (Prozess-FMEA)
SC = Special Characteristic (Prozess-FMEA)
VDA (Produkt- und Prozess-FMEA)
BM S = Sicherheitsrelevanz
BM Z = Gesetzliche und behördliche Vorgaben
BM F = Funktionen und Forderungen
… weitere firmenspezifische Kennzeichnungen
DS, DZ, Schild, Diamant, S/C, F/F, …Quelle: Ford, VDA
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Besondere MerkmaleZusammenhang der Besonderen Merkmale mit der Bedeutung aus der FMEA (Übersetzungstabelle)
Bedeutung in der FMEA VDA Daimler AG
B = 10 BM S DS
B = 9 BM Z DZ YC / CC / OS
B = 5 .. 8 BM F - YS / SC
Ford
YC / CC / OS
?
?
weitere
?
Tipp:Für Unternehmen, die mit unterschiedlichen Kunden zusammen-arbeiten, empfiehlt sich die Erstellung einer Übersetzungstabelle. Damit ergibt sich „Ruhe“ in der Fertigung, da nur noch ein System zu Kennzeichnung besonderer Merkmale Anwendung findet.
B = 5 .. 8 und A > 3 - - HI ?
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DOKUMENTATION VON BESONDEREN MERKMALEN
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Besondere MerkmaleDokumentation und Archivierung von Besonderen Merkmalen zur Nachweispflicht im Schadensfalle
Entwicklung:
Dokumentation in Risikoanalysen und Zeichnungen (z.B. Zeppelinmaße)
Produktions- und Prüfplanung:
Dokumentation der Lenkungs-, Prüf- und Reaktionsmethoden im Pro-duktionslenkungsplan (PLP) oder in Prüfplänen und Arbeitsanweisungen
Produktion:
Erfassung und Dokumentation der Besonderen Merkmale (Messwerte)
Archivierung:
Dokumentation, Aufbewahrung und Rückverfolgbarkeit der Ergebnisse
Vorgabedokumente für BM S/Z = 15 Jahre nach End of Production (EoP)
Qualitätsaufzeichnungen für BM S/Z = 15 Jahre nach Produktion
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ANWENDUNG DER RISIKOFILTER
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Quelle VDA-QMC (05/2011)
Anwendung der RisikofilterDenkmodelle der VDA-Richtlinie „Besondere Merkmale“
Vermeidung von Fehlerfolgen im Betrieb durch Robustes Konzept (z.B. fail-safe System)
Vermeidung von Fehlern im Betrieb durch Robustes Design (z.B. Dimensionierung)
Vermeidung von Fehlern in Fertigung durch Robustes Produktionskonzept (z.B. Poka-Yoke)
Vermeidung von Fehlern in Fertigung durch Robusten Prozess (z.B. stabiler Prozess)
Nur, falls Fehlervermeidungsstrategien als nicht ausreichend angesehen werden:
Entdeckung von Fehlern in Fertigung/Montage (z.B. 100%-Prüfung, SPC-Prüfung, Erst- und Letztstück-Prüfung)
Konzeptfilter
Konstruktionsfilter
Produktionskonzeptfilter
Prozessfilter
operative Ebene der Besonderen Merkmale
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Anwendung der RisikofilterDenkmodelle der VDA-Richtlinie „Besondere Merkmale“
Vermeidung von Fehlerfolgen im Betrieb durch Robustes Konzept (z.B. fail-safe System)
Vermeidung von Fehlern im Betrieb durch Robustes Design (z.B. Dimensionierung)
Vermeidung von Fehlern in Fertigung durch Robustes Produktionskonzept (z.B. Poka-Yoke)
Vermeidung von Fehlern in Fertigung durch Robusten Prozess (z.B. stabiler Prozess)
Bei der Diskussion über die Ablehnung von Besonderen Merkmalen sollte
berücksichtigt werden, dass Besondere Merkmale als Entlastungsbeweis im Produkthaftungsfall dienen können!
Quelle VDA-QMC (05/2011)
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Anwendung der RisikofilterKonzeptfilter: Ist das Konzept abgesichert?
Vorgegebene Besondere Merk-male aus Funktionen, Sicherheits-anforderungen oder gesetzlichen und behördlichen Vorgaben sowie Kundenanforderungen sind ohne Filterung zu übernehmen
Absicherung durch
Fehlertoleranz
Redundanzen
Sichere Rückfallebene
Absicherung ist nachzuweisen und zu dokumentieren
Quelle VDA-QMC (05/2011)
Anmerkung des Autors: Mit dem Konzeptfilter lassen sich i.A. nur BMS-Merkmale in BMF-Merkmale umwandeln!
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Anwendung der RisikofilterBeispiel Konzeptfilter: Federspeicherbremszylinder
Die Dichtheit im pneumatischen Bremssystems eines Anhängers wäre aufgrund des potenziellen Verlustes der Bremsfunktion ein BMS-Merkmal.
Durch die konzeptionelle Absicher-ung über einen Federspeicher-bremszylinder wird jedoch eine sichere Rückfallebene erzeugt.
Da durch den Verlust der Druckluft jedoch die Fahrfunktion nicht mehr gegeben ist, ist die Dichtheit immer noch als ein BMF-Merkmal zu be-trachten.
Quelle: www.profis-fahren.at
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Anwendung der RisikofilterKonstruktionsfilter: Ist die Konstruktion abgesichert?
Vorgegebene Besondere Merk-male sind ohne Filterung zu übernehmen
Absicherung durch Robustes Design, welches unempfindlich ist gegenüber:
Störgrößen
Merkmalsschwankungen
Nachweis des Robusten Designs obliegt der Entwicklung
Quelle VDA-QMC (05/2011)
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Methoden zur Erfüllung der KonstruktionspflichtRobust Design – Design for Six Sigma – Konstruktives Poka-Yoke
Ziel:
Robuste Auslegung von Produkten gegenüber Einflussfaktoren
Methode:
Ermittlung von Einflussfaktoren
Schrittweise Optimierung des Produktes
Sinnvolle Kopplung verschiedener Methoden und Werkzeugen
Nutzen / Anmerkung:
Oftmals auch als Design for Six Sigma (DFSS) bezeichnet
Quelle: www.variation.com
Quelle: Stefan Dapper
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Methoden zur Erfüllung der KonstruktionspflichtRobust Design
Mögliche Begründung für „Robustes Design“:
Robustes Design liegt vor, wenn trotz doppeltem und halbem Merkmals-wert keine Beeinflussung der Sicherheit / Funktion zu erwarten ist
Mögliche Effekte durch „Robustes Design“
Prozessfähigkeit und/oder Prüfmittelfähigkeit nicht zwingend erforderlich
UTG OTG UTG OTG
Robustes Design Kein Robustes Design
Ø Ø
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Ablehnung Besonderer MerkmaleBeispiel: Ablehnung eines Besonderen Merkmales
Ein Produkt besitzt eine doppelte Steckverbindung zur Übertragung von Strom (z.B. Heckscheibe)
Potentielles Risiko könnte sein, dass einer der Steck-verbinder sich löst und dadurch eine Überhitzung (Brand) am anderen Steckverbinder erfolgt
Damit wären der Festsitz des Steckverbinders und das Material des Steckverbinders zunächst „Besondere Merkmale“
Eine Temperaturanalyse am ersten Steckverbinder weist nach, dass das Fehlen des zweiten Steckverbinders nicht zu einer Überhitzung führt
Damit ist der Festsitz des Steckverbinders kein „Besonderes Merkmal“.Das Material bleibt ein „Besonderes Merkmal“, da eine Abweichung vom Material ggf. zu einer Überschreitung des Flammpunktes führen könnte
Es muss durch geeignete Maßnahmen das Material sichergestellt werden
Bildquelle: www.7-forum.com
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Ablehnung Besonderer MerkmaleBeispiel: Ablehnung eines Besonderen Merkmales (Darstellung im FMEA-Formblatt)
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Anwendung der RisikofilterProduktionsplanungsfilter: Ist das Produktionskonzept abgesichert?
Vorgegebene Besondere Merk-male sind ohne Filterung zu übernehmen
Absicherung durch
Fehlertoleranz
Mechanisches Poka-Yoke
Absicherung ist nachzuweisen und zu dokumentieren
Quelle VDA-QMC (05/2011)
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Methoden zur Erfüllung der FabrikationspflichtRobustes Produktionskonzept – Produktions-Poka-Yoke
Ziel:
Verminderung zufälliger und unbeabsichtigter Fehler in der Fertigung und Montage:
Poka = zufälliger und unbeabsichtigter Fehler
Yoke = Verminderung
Methode (Philosophie):
Ermittlung potentieller Fehler / Fehlerursachen
Vorkehrungen zur Fehlervermeidung bzw. zur Fehlerentdeckung
Nutzen / Anmerkung:
Fehlhandlungssichere Fertigung und Montage zur Unterstützung der Null-Fehler-Strategie
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Anwendung der RisikofilterRobustes Produktionskonzept versus Produktionsprüfung
5 250,0 ± 1,0 YS
Lieferant A Lieferant B
SC
Absicherung des Produktions-konzeptes über 100% Lehren-
prüfung während der Montagemit Überwachung der Lehre
Absicherung der Produktion des Besonderen Merkmales über
Stichprobenprüfung während der Produktion des Gehäuses
5 250,0 ± 1,0 SC13 250,0 ± 1,0 SC
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Anwendung der RisikofilterProduktionsprozessfilter: Ist der Produktionsprozess abgesichert?
Vorgegebene Besondere Merk-male sind ohne Filterung zu übernehmen
Absicherung durch Robusten Prozess, welcher unempfindlich ist gegenüber:
Störgrößen
Prozessschwankungen
Nachweis des Robusten Prozesses obliegt der Prozessplanung (z.B. durch Statistische Prozess Regelung SPC)
Quelle VDA-QMC (05/2011)
Anmerkung des Autors: Auch bei robusten Prozessen kann die Dokumentation von Prozessmesswertenzur Nachweisführung notwendig sein!
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SYSTEMATISCHE ANALYSE UND DURCHGÄNGIGE BETRACHTUNG
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Besondere MerkmaleSystematische Analyse und durchgängige Betrachtung der Besonderen Merkmale mit FMEA nach VDA 4 (2006)
Die FMEA nach VDA 4 (2006) eignet sich hervorragend zur systematischen Analyse und durchgängigen Betrachtung der Besonderen Merkmale:
Konstruktions-FMEA
Identifikation der Besonderen Merkmale
Funktionsgerechte Auslegung der Besonderen Merkmale (Ziel A=1)
Prozess-FMEA
Beurteilung der Auftretenswahr-scheinlichkeit in der Produktion
Planung von Maßnahmen zur sicheren Vermeidung und/oder Entdeckung in der Produktion (Ziel grüner Bereich in der A*E-Matrix)
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Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA)5 Schritte zur FMEA-Erstellung – in Anlehnung an VDA 4 (2006)
System strukturieren
Prozess strukturieren
Funktionen und Merkmale zuordnen
Funktions-/Merkmalsnetz bilden
Fehlfunktionen und Fehlermerkmale ableiten
Fehlernetz (Hypothesen) bilden
Vermeidungsmaßnahmen definieren
Fehlererkennung und Fehlerreaktion definieren
Optimierung planen
Wirksamkeit überprüfen
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DARSTELLUNG AN EINEM BEISPIELSYSTEM
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Beispielsystem Magnetventil Funktionsprinzip
Bildquelle: http://www.magnetventile-shop.de
[Magnetgestell]Schaltfunktion
ausführen
[Anker]Außendurchmesser
[Ankerführung]Innendurchmesser
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Produktion
Prozess-FMEA
Entwicklung
Durchgängige RisikoanalyseKoppelung von K-FMEA und P-FMEA(Möglichkeit 1 zur Definition von BM)
[Magnetventil]Magnetventil
klemmt
[Magnetgestell]Reibungzu groß
[Bremssystem]Kein Bremsdruck
[Fahrzeug]Keine Brems-verzögerung
B = 10
[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
Besonderes Merkmal(maßlich)
YC/CC=Innendurchmesser
Besonderes Merkmal(maßlich)
YC/CC=Außendurchmesser
Konstruktions-FMEASystem-FMEA
YC CC
YC CC
Risikoanalyse
Sicherstellung, dass die „Ursache-Wirkungs-Kette“
der „Besonderen Merkmale “unterbrochen wird !
=
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Produktion
Prozess-FMEA
Entwicklung
Durchgängige RisikoanalyseKoppelung von K-FMEA und P-FMEA(Möglichkeit 2 zur Definition von BM – nur sinn-voll, wenn Produktmerkmal nicht direkt messbar!)
[Magnetventil]Magnetventil
klemmt
[Magnetgestell]Reibungzu groß
[Bremssystem]Kein Bremsdruck
[Fahrzeug]Keine Brems-verzögerung
B = 10
[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
Sicherstellung, dass die „Ursache-Wirkungs-Kette“
der „Besonderen Merkmale “unterbrochen wird !
=
Konstruktions-FMEASystem-FMEA
YC CC
Risikoanalyse
Besondere (Prozess-)Merkmale
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Produktion
Prozess-FMEA
Entwicklung
Durchgängige RisikoanalyseKoppelung von K-FMEA und P-FMEA(Möglichkeit 3 zur Definition von BM)
[Magnetventil]Magnetventil
klemmt
[Magnetgestell]Reibungzu groß
[Bremssystem]Kein Bremsdruck
[Fahrzeug]Keine Brems-verzögerung
B = 10
[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
Sicherstellung, dass die „Ursache-Wirkungs-Kette“
der „Besonderen Merkmale “unterbrochen wird !
=
Konstruktions-FMEASystem-FMEA
Besonderes Merkmal(funktional)
YC/CC=Schaltzeit
YC / CC
Risikoanalyse
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Produktion
Prozess-FMEA
Entwicklung
Durchgängige RisikoanalyseKoppelung von K-FMEA und P-FMEA(Möglichkeit 4 zur Definition von BM)
[Magnetventil]Magnetventil
klemmt
[Magnetgestell]Reibungzu groß
[Bremssystem]Kein Bremsdruck
[Fahrzeug]Keine Brems-verzögerung
B = 10
[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
Besonderes Merkmal(maßlich)
YS/SC=Innendurchmesser
Besonderes Merkmal(maßlich)
YS/SC=Außendurchmesser
Sicherstellung, dass die „Ursache-Wirkungs-Kette“
der „Besonderen Merkmale “unterbrochen wird !
=
Konstruktions-FMEASystem-FMEA
Besonderes Merkmal(funktional)
YC/CC=Schaltzeit
YC / CC
YS SC
YS SC
Risikoanalyse
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Lieferant
Prozess-FMEA
Durchgängige RisikoanalyseBesondere Merkmale zur Kommunikation des Risikos zwischen Kunden und Lieferanten
Kunde
Produkt-FMEA
[Anker drehen]Außendurch-
messer zu groß (hergestellt)
[Mensch]Falsches
Programm geladen
[Drehwerkzeug]Falsche
Voreinstellungs-daten
[Mensch]Falsches
Werkzeug gerüstet
[Drehwerkzeug]Werkzeug
verschlissen
SC
YS
Besonderes Merkmal BM„YS = Außendurchmesser“
Risikoanalyse
Bedeutung B für BM:YC / CC -> B = 10 .. 9YS / SC -> B = 8 .. 5
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Lieferant A
CNC-Maschine mit In-Prozess-Regelung
SC-Merkmal „Außen-Ø“
Nachweis über:Erststückprüfung zur Prozessfreigabe und Letztstückprüfung
zur Auftragsfreigabe
Besondere Merkmale in Kunden-Lieferanten-BeziehungAufforderung zum Dialog zwischen Kunde und Lieferant
Kunde
Lieferant B
Nicht prozessfähige Drehmaschine
SC-Merkmal „Außen-Ø“
Nachweis über:Automatisierte 100%-Prüfung
Lieferant C
Fähiger und beherrschter Prozess
SC-Merkmal „Außen-Ø“
Nachweis über:Statistische Prozessregelung
(Stichprobenprüfung) mit Qualitäts-Regelkarte
im SPC-System
CC-Merkmal „Schaltzeit“
Nachweis über:100%-Schaltzeitmessung auf speziellem Prüfstand
1 Ø 23,5 mm YS
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44
DURCHGÄNGIGE ANALYSEK-FMEA, P-FMEA, CONTROL-PLAN
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45
Koppelung von Produkt-FMEA und Prozess-FMEA Darstellung der Besonderen Merkmale in der Produkt-FMEA
1 20
Hypothese
Merkmal methodisch ausgelegt
Merkmals-auslegung
durch Versuche abgesichert
Merkmalsaus-legung über Vorversuch abgeprüft
A-Bewertung auf Basis der
Versuche angepasst
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46
Koppelung von Produkt-FMEA und Prozess-FMEA Darstellung der Besonderen Merkmale in der Prozess-FMEA
Vermeidungs-maßnahme
Reaktions-maßnahmeProzess-FMEAK-FMEA
1 20
Entdeckungs-maßnahme
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47
Koppelung von Prozess-FMEA und PLPDurchgängige Betrachtung der Produktmerkmale durch Anschluss der Prozess-FMEA an den PLP
Vermeidungs-maßnahme
Entdeckungs-maßnahme
Reaktions-maßnahme
[Welle (drehen)]
[Werkzeug]
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48
PRÜFSTRATEGIEN IN DER PRODUKTION
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49
Prüfstrategien in der ProduktionKriterien zur Auswahl der geeigneten Prüfstrategie für (besondere) Merkmale
Mit welchem Fertigungsverfahren wird das (besondere) Merkmal gefertigt?
Muss das (besondere) Merkmal auf Toleranzmitte gefertigt werden?
Handelt es sich bei dem Fertigungsverfahren für das (besondere) Merkmal um einen werkzeuggebundenen Prozess?
Welche Fehlerarten (systematisch / zufällig) können bei dem Fertigungsverfahren für das (besondere) Merkmal auftreten?
Merkmal InnendurchmesserFertigungsverfahren Stanzen
Durchmesser zu groß (CC)-> Erststückprüfung nach
Werkzeugwechsel
Durchmesser zu klein (SC)-> Stichprobenprüfung
alle x Teile
Besondere Merkmale sind eine Aufforderung zum Dialog!
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VDA 4 (2006) VDA 4.2 (1996)
Risikobewertung in der FMEAWie sich über die A- und E-Bewertung die ppm-Rate zum Kunden in der Prozess-FMEA abschätzen lässt
Über Auftretens- und Entdeckungs-wahrscheinlichkeit lässt sich der potenzielle Durchschlupf D des Fehlers in ppm abschätzen
Auftretenswahrscheinlichkeitaus VDA 4 (2006), Tabelle A 4.9
Entdeckungswahrscheinlichkeit aus VDA 4.2 (1996), Tabelle S. 29
< 1 ppm 1-10 ppm ≥ 10 ppm
Beispiel:
A = 4 -> max. 500 ppm
E = 2 -> max. 99,9%
D = 500 ppm * 0,1% = 0,5 ppm
10 500000 50,0 500,0 500,0 1500,0 1500,0 1500,0 10000,0 10000,0 50000,0 50000,09 100000 10,0 100,0 100,0 300,0 300,0 300,0 2000,0 2000,0 10000,0 10000,08 30000 3,0 30,0 30,0 90,0 90,0 90,0 600,0 600,0 3000,0 3000,07 10000 1,0 10,0 10,0 30,0 30,0 30,0 200,0 200,0 1000,0 1000,06 5000 0,5 5,0 5,0 15,0 15,0 15,0 100,0 100,0 500,0 500,05 2000 0,2 2,0 2,0 6,0 6,0 6,0 40,0 40,0 200,0 200,04 500 0,0 0,5 0,5 1,5 1,5 1,5 10,0 10,0 50,0 50,03 100 0,0 0,1 0,1 0,3 0,3 0,3 2,0 2,0 10,0 10,02 10 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,2 1,0 1,01 1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1
99,99% 99,90% 99,90% 99,70% 99,70% 99,70% 98,00% 98,00% 90,00% 90,00%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A/E
HoherDurchschlupf
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Maßnahmendefinition in der FMEAVermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen in der Prozess-FMEA
Verhindert das Auftreten von Fehlern im Prozess
Arbeitspapiere, Zeichnungen,Vorrichtungen, Parameter, Prozessfähigkeitsanalysen
Ermöglicht die Entdeckung von Fehlern nach dem Prozess
Stichprobenprüfung,100%-Prüfung, SPC-Prüfung,Erst- und Letztstückprüfung
Vermeidungs-maßnahmen
Entdeckungs-maßnahmen
Prozess
10 500000 50,0 500,0 500,0 1500,0 1500,0 1500,0 10000,0 10000,0 50000,0 50000,09 100000 10,0 100,0 100,0 300,0 300,0 300,0 2000,0 2000,0 10000,0 10000,08 30000 3,0 30,0 30,0 90,0 90,0 90,0 600,0 600,0 3000,0 3000,07 10000 1,0 10,0 10,0 30,0 30,0 30,0 200,0 200,0 1000,0 1000,06 5000 0,5 5,0 5,0 15,0 15,0 15,0 100,0 100,0 500,0 500,05 2000 0,2 2,0 2,0 6,0 6,0 6,0 40,0 40,0 200,0 200,04 500 0,0 0,5 0,5 1,5 1,5 1,5 10,0 10,0 50,0 50,03 100 0,0 0,1 0,1 0,3 0,3 0,3 2,0 2,0 10,0 10,02 10 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,2 1,0 1,01 1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1
99,99% 99,90% 99,90% 99,70% 99,70% 99,70% 98,00% 98,00% 90,00% 90,00%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A/EAu
ftre
ten
Entdeckung
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52
STATISTISCHE PROZESS-REGELUNG (SPC)
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Prozessfähigkeitsuntersuchung(z.B. Leistungstest über 2 Tage)
Prüfstrategien in der ProduktionStatistische Prozessregelung (SPC)
Ist der Prozess fähig,
beherrscht und qualitäts-
fähig?
ja
nein
Andere geeignete Prüfstrategie
Passt die Stichprobe der Fertigung noch zum
Ergebnis der Prozess-fähigkeitsuntersuchung?(Eingriffgrenzen, Trend,
Run, Middlethird)
OTG
UTG
Fertigen Prüfen AuswertenEingriffs-grenzen,
Trend, Run?
Regelnja
nein
Qualitätsregelkarte
OTG
UTG
OEG
UEG
Run
Strategie für Besondere Merkmale geeignet
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PROZESSÜBERWACHUNG
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Fertigen PrüfenWarn-
grenzen?
Reagierenja
nein
Maschinenfähigkeitsuntersuchung(Kurzzeituntersuchung)
Prüfstrategien in der ProduktionProzessüberwachung (z.B. werkzeug-gebundene Prozesse)
Ist der Prozess fähig?
nein
Andere geeignete Prüfstrategie
OTG
UTG
OTG
UTG
OWG
UWG
Qualitätsregelkarte
ja
Strategie für Besondere Merkmale geeignet
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FERTIGUNGSPRÜFUNGEN, BEI DENEN SPC / SPÜ NICHT PASST
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Prüfstrategien in der ProduktionKlassifikation von Fehlern
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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Prüfart:
Erst- und Letztstückprüfung
Keine Rücksortierung
Für Prüfaufgabe geeignetes Prüfmittel
Keine Entdeckung
BeispieleSystematischer Fehler (z.B. fehlende Bohrung aufgrund von Bohrerbruch)
Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html
Strategie nicht für Besondere
Merkmale geeignet
Teil-lieferung
Teil-lieferung
Teil-lieferung
Teil-lieferung
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Prüfart:
Erst- und Letztstückprüfung
Rücksortierung und Aussonderung bis zum letzten Gutteil
Für Prüfaufgabe geeignetes Prüfmittel
Sehr gute Entdeckung (bei sicherer Rücksortierung)
BeispieleSystematischer Fehler (z.B. fehlende Bohrung aufgrund von Bohrerbruch)
Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html
Rücksortierung bis zum ersten Gutteil
Strategie für Besondere Merkmale geeignet
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Prüfart:
Erst- und Letztstückprüfung
Erststückprüfung nach Elektrodenwechsel
Für Prüfaufgabe geeignetes Prüfmittel
Keine Entdeckung
BeispieleSystematischer Fehler (z.B. Durchmesser aufgrund von Werkzeugverschleiß)
WerkzeugwechselBildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html
Strategie nicht für Besondere
Merkmale geeignet
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Prüfart:
Erst- und Letztstückprüfung
Letztstückprüfung vor Werkzeugwechsel mit Rücksortierung
Erststückprüfung nach Werkzeugwechsel
Für Prüfaufgabe geeignetes Prüfmittel
Sehr gute Entdeckung
BeispieleSystematischer Fehler (z.B. Durchmesser aufgrund von Werkzeugverschleiß)
Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html
Rücksortierung Werkzeugwechsel
Strategie für Besondere Merkmale geeignet
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Prüfart:
Erst- und Letztstückprüfung
Keine Rücksortierung
Für Prüfaufgabe geeignetes Prüfmittel
Keine Entdeckung
BeispieleZufälliger Fehler (z.B. manueller Arbeitsgang nicht ausgeführt - O-Ring nicht gefügt)
Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html
Strategie nicht für Besondere
Merkmale geeignet
© Fraunhofer
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Prüfart:
Stichprobenprüfung
Keine Rücksortierung
Für Prüfaufgabe geeignetes Prüfmittel
Sehr schlechte Entdeckung (abhängig von Prüfintervall)
BeispieleZufälliger Fehler (z.B. manueller Arbeitsgang nicht ausgeführt - O-Ring nicht gefügt)
Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html
Strategie nicht für Besondere
Merkmale geeignet
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Prüfart:
100%-Prüfung
Aussonderung
Für Prüfaufgabe geeignetes Prüfmittel
Sehr gute Entdeckung
BeispieleZufälliger Fehler (z.B. manueller Arbeitsgang nicht ausgeführt - O-Ring nicht gefügt)
Bildquelle (Gummibär): http://www.hausmaus.de/gummibaer.html
Strategie für Besondere Merkmale geeignet
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MATERIAL-PRÜFUNGEN
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Req
ual
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ng
Prüfstrategien in der ProduktionSorgfaltspflicht bei Material-Prüfungen
Auswahl des Materials und Überprüfung der Eignung des Materials
Auswahl des Materials anhand geeigneter Kriterien (z.B. Lastkollektiv)
Verifizierung des gewählten Materials durch Versuche (z.B. Dauerlauf)
Auswahl des Lieferanten und erstmalige Überprüfung des Materials
Auswahl des Lieferanten anhand geeigneter Kriterien (z.B. Erfahrung)
Überprüfung des gelieferten Materials (z.B. Erstbemusterung)
Überprüfung des Materials in der Serienlieferung
Sicherstellung, dass das gelieferte Material den Vorgaben entspricht (z.B. Vergleich der Spezifikation gegenüber dem Materialprüfzeugnis)
Turnusmäßige Überprüfung des Lieferanten
Sicherstellung, dass das Materialprüfzeugnis die korrekten Werte enthält(z.B. Vergleich des Materialprüfzeugnisses gegenüber der Materialprobe)
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DENKMODELL
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DenkmodellBesondere Merkmale unter der Zielsetzung „Null-Fehler-Produktion“ und wirtschaftlicher Gesichtspunkte
Verbindung der Produkt-FMEA und Prozess-FMEA über die (Besonderen) Produktmerkmale zur Sicherstellung einer durchgängigen Analyse
Definition Besonderer Merkmale anhand der Bedeutung (B = 10 -> BM S, B = 9 -> BM Z, B = 5 .. 8 -> BM F)
Definition von Prüfstrategien in Abhängigkeit von
fähigem und beherrschtem Prozess (Statistische Prozessregelung) oder
werkzeuggebundenem Prozess (Prozessüberwachung) oder
dem Fehlerbild (zufälliger oder systematischer Fehler) oder
der Kunden-Lieferanten-Beziehung
Durchtrennung ( ) der Ursachen-Wirkungskette mittels effektiver Prüfmaßnahmen (Prüfkosten versus Ausschuss-/Nacharbeitskosten)
Dokumentation der Lenkungsmethoden (Vermeidung und Entdeckung) und Reaktionsmethoden im Prozess-Lenkungs-Plan (PLP)
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Prozess-FMEAProdukt-FMEA
DenkmodellDefinition von Entdeckungsmaßnahmen zur Null-Fehler-Produktion unter Berücksichtigung des Fehlergeschehens
[Produkt]Funktion
FehlfunktionASIL = (B) – D
B = 10
[System]Funktion
Fehlfunktion
[Subsystem]Funktion
Fehlfunktion
[Baugruppe]Funktion
Fehlfunktion
[Baugruppe]Funktion
Fehlfunktion
[Komponente]Produktmerkmal
Fehlfunktion
[Komponente]ProdukterkmalFehlfunktion
[Komponente]Produktmerkmal
Fehlfunktion
[Komponente]ProdukterkmalFehlfunktion
[Komponente]Produktmerkmal
Fehlfunktion
[Lieferant]Produktmerkmale
Fehlfunktionen
[Lieferant]Produktmerkmale
Fehlfunktionen
WareneingangsprüfungChargenbezogen oder 100%
Ziel: E=1
Lieferantenvereinbarung Ziel: A=1
Prozess-FMEA (Eigenfertigung)
100%-PrüfungZiel: E=1
Erst- und Letzt-stückprüfung
Ziel: E=1
[Prozess]Produktmerkmal
Fehlfunktion
[5 M‘s (zufällig)]ProzessmerkmaleFehlfunktionen
[Prozess]Produktmerkmal
Fehlfunktion
[5 M‘s (systematisch)]ProzessmerkmaleFehlfunktionen
[Prozess]Produktmerkmal
Fehlfunktion
[5 M‘s (fähig und beherrscht)]ProzessmerkmaleFehlfunktionen
[Lieferant]ProduktmerkmalFehlfunktionen
[Lieferant]ProduktmerkmalFehlfunktionen
[Lieferant]ProduktmerkmalFehlfunktionen
SPC-PrüfungZiel: A=1 / E=1
[Montageprozess]Montagefunktion
Fehlfunktion
Ein
zeln
e Pr
üfu
ng
n
ich
t m
ög
lich
[Komponente]Produktmerkmal
Fehlfunktion
[Komponente]Produktmerkmal
Fehlfunktion
[Komponente]Produktmerkmal
Fehlfunktion
[Baugruppe]Funktion
Fehlfunktion
100%-Prüfung der aus den Produkt-merkm. erzeugten Funktion - Ziel: E=1
Sicherstellung, dass die „Ursache-Wirkungs-Kette“
unterbrochen wird !=
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70
No risk – no fun
Vielen Dank für IhreAufmerksamkeit !
Bildquelle: http://www.extr3m3.de/
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