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FMEA Definition


FMEA Definition

Die FMEA

  • Englisch: FMEA – Failure Mode and Effects Analysis.
  • Deutsch: FMEA – Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse

Die FMEA ist ein Werkzeug, das der Erkennung und Visualisierung von vermeidbaren Risiken bei der Herstellung eines Produktes dient. Bereits in der frühen Entwicklungsphase angewendet, werden vermeidbare Produkt- oder Prozessfehler früh erkannt. Dafür bedient sich die FMEA verschiedener praxiserprobter Techniken. Neben der Erkennung von möglichen Fehlern, den daraus resultierenden Fehlerfolgen und der Fehlerursachen, zeigt die FMEA auf, ob bereits angewandte Maßnahmen ausreichend sind oder zusätzliche Schritte nötig sind.

Die FMEA begleitet ein Produktzyklus von der frühen Entwicklungsphase bis hin zum fertigen Endprodukt. Dabei betrachtet sie nicht nur die technischen Aspekte eines Produktes, sondern befasst sich auch intensiv mit der Aufdeckung von Fehlern im Herstellungsprozess.

Der Aufwand einer FMEA ist hierbei nicht zu unterschätzen und sollte stets von erfahrenen Moderatoren begleitet werden. Wobei dieser Aufwand in Relation mit möglichen, kostenintensiven Nachbesserungen sowie einem möglichen Imageschaden durch Produkt- oder Prozessfehler steht.

FMEA Methode

Die FMEA Methode ist eine entwicklungs- und planungsbegleitende System- und Risikoanalyse, um potenzielle Risiken in Systemen, Produkten und Prozessen zu finden. Im Rahmen des Risikomanagements (Riskmanagement) und Qualitätsmanagement ist die FMEA ein Werkzeug zur Fehlervermeidung und Erhöhung der technischen Zuverlässigkeit und Eingrenzung des Risiko (Risk). Die Methode wird eingesetzt um frühzeitig im Produktentstehungsprozess (10er Regel) Fehler & Fehlerursachen im System und in der Konstruktion der Produkte sowie der Gestaltung der Fertigungs- und Montageprozesse zu identifizieren und zu beseitigen.

Wo wird die FMEA eingesetzt?

Die Methode wird insbesondere in der Design- bzw. Entwicklungsphase neuer Produkte oder Prozesse angewandt und von Lieferanten von Serienteilen für die Automobilhersteller und in anderen Industrien gefordert. Man verfolgt die Strategie, dass Fehler vermieden werden sollen. Das bedeutet, es werden Risikobewertungen durchgeführt, die in kritischen Teilbereichen aufzeigen, wo der Schwerpunkt bei der Fehlervermeidung gesetzt werden muss. Dies führt dazu, dass weniger Fehler in der Produktion oder sogar beim Kunden auftauchen und die Qualität des Produkts gesteigert wird.

Welche Vorteile bietet die FMEA?

  • Fehler und Schwachstellen werden in einer frühen Phase der Produktentwicklung aufgedeckt, so dass nur minimale Fehlerkosten entstehen.
  • Reklamationen und Rückrufaktionen können vermieden werden.
  • Entwicklungszeiten werden verkürzt und Qualitätskosten gesenkt.
  • Systematische Fehlerzusammenhänge bis auf Bauteilebene werden aufgedeckt und dokumentiert, so dass Fehlerursachen und nicht nur Symptome beseitigt werden können.
  • Die Kommunikation und Zusammenarbeit im Unternehmen sowie mit Kunden und Lieferanten wird verbessert.

Welchen Nutzen habe ich durch eine FMEA?

Aufwand / Nutzen einer FMEA

In der Einführungsphase der FMEA Methode im Unternehmen ist ein hoher Aufwand zur Erstellung von FMEA‘s (Basis FMEA) erforderlich, bis dieser sich in Nutzen umwandelt. Der Aufwand entsteht im Wesentlichen durch ausführliche Beschreibung der Produkte und Prozesse.

Aufwand / Nutzen Kurve

aufwand nutzen

Welche Arten der FMEA gibt es?

FMEA Arten

Es gibt drei Arten der FMEA

  • System (S-FMEA, SFMEA) Qualitative Bewertung von Produktentwürfen oder Produkten, bezogen auf die im Pflichtenheft festgelegten Anforderungen.
  • Konstruktions / Design (K-FMEA, KFMEA / D-FMEA, DFMEA) Qualitative Bewertung einer Produktkonstruktion in Bezug auf feste Funktionen.
  • Prozess (P-FMEA, PFMEA) Qualitative Bewertung eines Prozesses, z.B. des Produkterstellungsprozesses.

Diese können Betrachtungsumfänge haben wie z.B. System, Softwarefunktionen, Schnittstellen, Konstruktion, Komponenten, Fertigungsabläufe, Montageabläufe, Logistik, Transport und Maschinen.

FMEA Arten

FMEA Arten nach VDA

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

fmea arten1

Die Fehler Möglichkeits & Einfluss Analyse in seine FMEA Arten unterteilt:

System FMEA (S-FMEA, SFMEA)

  • betrachtet wird das Zusammenwirken eines System mit seinen Systemkomponenten  (daher zumeist die FMEA-Basis für die Entwicklung )
  • Ziel ist die Erfassung von Zusammenhängen und Wechselwirkungen des Gesamtsystems und Sicherstellung derselben
  • Beispiel: ein Produkt mit seinen verschiedenen Bauteilen

 Konstruktions FMEA (K-FMEA) / Produkt FMEA / Design FMEA (D-FMEA)

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

Software FMEA (K-FMEA)

  • Eine Software-FMEA leistet dieselbe Aufgabe für erzeugten Programmcode.
  • Die Software FMEA ist eine Design FMEA / K-FMEA

Prozess FMEA (P-FMEA, PFMEA)

  • Die Prozess-FMEA (P-FMEA) stützt sich auf die Ergebnisse der Konstruktions-FMEA und befasst sich mit möglichen Schwachstellen im Produktions- oder Leistungsprozess.

Maschinen FMEA (K-FMEA)

  • Die Software FMEA gehört in die Design FMEA / K-FMEA
  • Input der Maschinen FMEA sind die Ursachen (Fehler) aus der Prozess FMEA

FMEA Formblatt

FMEA-Formblatt-VDA-1

 

Mehr Infos zum FMEA Formblatt & Verschiedene Formblätter

Basis – Familien FMEA [1]

Familien FMEA

Familien FMEA = Basis FMEA | Familien FMEA sind spezielle Basis FMEA´s. 1

7 Schritte der FMEA [2]

7 schritte banner

Die sieben Schritte zur Erstellung einer FMEA

7 Schritte nach VDA  / AIAG

Die 7 Schritte liefern einen systematischen Ansatz für die Durchführung einer FMEA und dienen zur Aufzeichnung der Analyse der technischen Risiken.
7 schritte fmea vda aiag

Systemanalyse

1. Schritt: Planung und Vorbereitung (Scoping)

2. Schritt: Strukturanalyse

3. Schritt: Funktionsanalyse

Fehleranalyse und Risikoreduzierung

4. Schritt: Fehleranalyse

5. Schritt: Risikoanalyse

6. Schritt: Optimierung

Risiko Kommunikation

7. Schritt: Ergebnisdokumentation

Sieben Schritte der FMEA

sieben schritte der fmea

Alternative Darstellung der 7 Schritte der FMEA

FMEA Ziele

Das Ziel der FMEA ist die Analyse der Funktionen eines Produkts oder Prozesses und die Aufdeckung der damit verbundenen potenziellen Fehlerarten, Fehlerfolgen und Fehlerursachen. Außerdem wird mit der FMEA beurteilt, ob die bereits geplanten Vermeidungs- und Entdeckungs- Maßnahmen ausreichend sind oder zusätzlich risikosenkende Maßnahmen empfohlen werden.

Zehnerregel der Fehlerkosten

Zehnerregel der Fehlerkosten

Fehlerkosten

Fehlerkosten (englisch: failure costs) sind Kosten in Unternehmen, die durch Fehlproduktion und deren Auswirkungen verursacht werden.

Zehnerregel der Fehlerkosten Definition

Erfahrungsregel aus dem Qualitätsmanagement, dass die Kosten der Fehlerverhütung bzw. der Fehlerbehebung in jeder Phase um den Faktor 10 steigen: wenn Fehler nicht bei Planung und Entwicklung vermieden werden, sondern erst bei der Gestaltung der Arbeitsschritte und Prozesse (Arbeitsvorbereitung, Ablauforganisation) bemerkt werden oder sogar erst in der Fertigung, bei der Endprüfung oder gar beim Kunden - dann sind sie 1.000 mal höher als die Kosten der Fehlerverhütung in der Planung und Entwicklung.

Ist es möglich Fehler vor zu beugen?

Die Fehler Möglichkeits und Einfluss Analyse (FMEA) ist eine Qualitätstechnik zur präventiven Fehlervermeidung. Diese ermöglicht es Unternehmen auf der einen Seite Fehler bzw. Fehlerursachen in den frühen Phasen zu identifizieren und so Fehlern zu vermeiden und hohen Fehlerkosten vorzubeugen. Sollten Fehler dennoch Fehler auftreten, reicht es nicht aus den Fehler selbst zu beseitigen. Um einen Nachhaltigen Effekt zu erzielen gilt es die auch die Ursachen zu finden, die zur Entstehung des Fehlers geführt haben.

Fehlerkosten (englisch failure costs) sind Kosten in Unternehmen, die durch Fehlproduktion und deren Auswirkungen verursacht werden.

Allgemeines

Fehlleistungen sind nicht geplant, wertmindernd, führen zu Nacharbeit oder sind wertvernichtend und führen zu Ausschuss.[1] Fehlproduktion bedeutet eine Abweichung der tatsächlichen von der idealen Produktqualität/Dienstleistungsqualität. Es kann sich mithin erst dann um eine Fehlproduktion handeln, wenn die vorgesehene Produktqualität in der Produktion nicht erreicht wird. Für den Fehlerbegriff im Sinne der Produkthaftung genügt die objektive Geeignetheit, das Integritätsinteresse des Kunden zu schädigen. Die Fehlproduktion führt zu Fehlerkosten, weil auch die fehlerhaften Produkte Herstellkosten verursacht haben, obwohl sie unverkäuflich sind und deshalb keine Erlöse generieren. Diese Fehlerkosten schmälern den Gewinn.[2] Die Fehlerkosten bilden einen Teil der Qualitätskosten und erreichen im Regelfall den höchsten Anteil hieran.[3]

Wurden Produkte dennoch verkauft und dem Käufer fallen die Sachmängel auf, entstehen weitere Kosten durch Gewährleistung, Produzentenhaftung oder Rückrufaktionen. Neben den Kostennachteilen sind die Unternehmen durch Fehlproduktion einem hohen Reputationsrisiko ausgesetzt und erleiden einen nicht zu unterschätzenden Reputationsschaden in der Öffentlichkeit, der die Fehlerkosten weit übersteigen kann. Schlimmstenfalls droht der Verlust von Kunden oder Marktanteilen.

Arten

Unterschieden wird zwischen betriebsinternen Fehlerkosten und externen Fehlerkosten. Die betriebsinternen Fehlerkosten (Ausschuss, Nacharbeit, Reparatur) fallen bereits vor der Lieferung an den Kunden an und sollen dazu beitragen, die Qualitätsstandards der Produkte oder Dienstleistungen wiederherzustellen und sie marktreif zu machen. Die externen Fehlerkosten (Reklamation, Retoure, Kulanz, Garantie, Produzentenhaftung) dagegen treten erst nach Auslieferung an den Kunden auf.[4]

Als Fehlerfolgekosten werden alle Folgekosten bezeichnet, die kurz-, mittel- und langfristig durch die Wirkung von Fehlern entstehen.[5] Fehlerfolgekosten beinhalten nicht die Fehlerkosten der unmittelbaren Fehlerbeseitigung, sondern die Kosten aller zusätzlichen Folgewirkungen.

Steuerung mit Fehlerkosten

Fehlerkosten stellen eine Qualitätskennzahl dar, mit der im Rahmen des Qualitätsmanagements die Qualität der Produkte und Dienstleistungen gesteuert werden kann. Hierzu müssen den Fehlerkosten die Fehlerverhütungs- und Prüfkosten gegenübergestellt werden. In der Summe ergeben diese drei Kostenarten die Qualitätskosten. Da sich diese Kostenarten gegenseitig beeinflussen (erhöht ein Betrieb die Prüfkosten, so senkt er die Fehlerkosten), können Fehlerkosten nicht isoliert betrachtet (und optimiert) werden. Um Fehler und Fehlerkosten möglichst vorbeugend auszuschließen, wird bei der Prozessplanung die FMEA eingesetzt.

Hohe Fehlerkosten sind ein Hinweis auf ungünstige und noch zu verbessernde Produktionsprozesse. Durch eine Fehler-Ursachen-Analyse werden die Störungen erforscht und der Prozess entsprechend umgestaltet.

Einzelnachweise

  1. Gerd F. Kamiske/Jörg-Peter Brauer: Qualitätsmanagement von A bis Z. Wichtige Begriffe des Qualitätsmanagements und ihre Bedeutung. 7. aktualisierte und erweiterte Auflage. Carl Hanser Verlag, München 2011, ISBN 978-3-446-42581-1.
  2. Norbert Hochheimer, Das kleine QM-Lexikon, 2011, S. 84
  3. Jochem Piontek, Controlling, 2005, S. 192
  4. Jochem Piontek, Controlling, 2005, S. 191 f.
  5. Manfred Noé, Projektbegleitendes Qualitätsmanagement, 2006, S. 128


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Quellen:

[1] Bild: Familien FMEAQuality Services & Wissen GmbH https://www.fmea.blog/fmea-automotive/vda-aiag/familien-fmea/ [2] Bild: 7 Schritte der FMEA – Quality Services & Wissen GmbH https://www.fmea.net

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