Was ist eine FMEA?

Das Akronym FMEA steht für „Failure Mode and Effects Analysis“ und wird im deutschen Sprachraum entweder als Ausfalleffektanalyse (DIN 25448) oder als Fehler-, Möglichkeits- und Einfluss-Analyse  (z. B. vom Verband der Automobilindustrie) bezeichnet.

Charakterisierend für das moderne Qualitätsmanagement ist die Betonung der vorbeugenden Qualitätssicherung im Rahmen des Qualitätsmanagements, also die vorsorgende Fehlervermeidung statt einer nachsorgenden Fehlererkennung und -behandlung.

Spät erkannte Fehler führen zu hohen Änderungskosten und/oder minderwertigen technischen Lösungen. Durch eine systematische vorbeugende Fehleranalyse können mögliche Fehler frühzeitig und damit kostengünstig vermieden werden und insgesamt bessere Entwürfe erzielt werden.

FMEA AnalyseEine methodische Unterstützung dieses Ziels bietet die FMEA. Hierbei handelt es sich um eine formalisierte Analysemethode, mit deren Hilfe Fehlermöglichkeiten bei der Entwicklung, Fertigung und Montage neuer Produkte (Konstruktions-FMEA) sowie bei der Gestaltung von Fertigungsprozessen (Prozess-FMEA) frühzeitig erkannt werden sollen.

So können geeignete vorbeugende Maßnahmen der Fehlerverhütung getroffen oder Maßnahmen zu einer frühzeitigen Fehlererkennung geplant werden.

Wie ist die Vorgehensweise bei einer FMEA?

Das Ziel der FMEA ist es, eventuell notwendige Änderungen des Entwurfs zur Fehlerverhütung in die frühe Entwicklungsphase zu verschieben. Nach traditioneller Vorgehensweise finden die meisten Änderungen erst kurze Zeit vor Fertigungsbeginn statt, wenn im Rahmen der Fertigungsvorbereitung zuvor unerkannt gebliebene Fehlerquellen zutage treten. Dementsprechend fallen dann höhere Änderungskosten an.

Methodisch beruht die Vorgehensweise auf einer differenzierten Analyse möglicher Fehlerquellen und ihrer Ursachen. Systematisch werden zunächst alle Funktionen, Teile und Merkmale eines Produkts aufgelistet, die als Fehlerort in Betracht kommen. In einem weiteren Schritt werden die als möglich angesehenen Fehler für jeden Fehlerort aufgelistet (z. B. Materialbruch, Überhitzung).

Daran anschließend werden die Folgen des jeweiligen Fehlers beschrieben. Schließlich wird versucht, die Ursachen für den Fehler zu ermitteln, um damit bereits einen Hinweis auf seine Vermeidung zu erhalten.

Was sind die Kriterien für die Fehlerbewertung?

Die Bewertung der Fehler erfolgt hinsichtlich:

  • der Eintrittswahrscheinlichkeit,
  • der Entdeckenswahrscheinlichkeit vor der Auslieferung an den Kunden und
  • der Schwere möglicher Fehlerfolgen.

Für jede dieser drei Bereiche wird eine Kennzahl zwischen 1 und 10 vergeben. Eine Multiplikation der drei Kennzahlen mündet in eine Risikopräferenzzahl zwischen 1 und 1000, in der die Fehlerbedeutung integrativ zum Ausdruck kommt. Eine hohe Risikopräferenzzahl verweist dabei auf die Bereiche, in denen schwerpunktmäßig nach Verbesserungen zu suchen ist.

Die Maßnahmen zur Fehlervermeidung richten sich auf die genannten drei Dimensionen der Bewertung und damit auf die Verringerung der Risikokennzahl. Der formalisierte Ablauf erleichtert die Anwendung in einem Team aus Fachleuten verschiedener Funktionen. Dadurch wird auch die Kommunikation zwischen den Beteiligten aus unterschiedlichen Funktionsbereichen gefördert.

Das Wichtigste zur FMEA in Kürze

Die Fehler-, Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA) dient der qualitativen Abschätzung potenzieller Fehlerquellen und Risiken, um diese im Vorfeld zu beseitigen.

Unterschieden werden die Typen Konstruktions-, Prozess- und System-FMEA. Die Durchführung der FMEA sollte interdisziplinären Arbeitsgruppen, bestehend aus Fachleuten der verantwortlichen und betroffenen Funktionsbereiche, obliegen, um die größtmögliche Wirksamkeit zu erreichen.

Aufgaben

  1. Was ist die Zielsetzung der Failure Mode and Effects Analyses (FMEA)?
  2. Wie wird die Risikopräferenzzahl in der FMEA berechnet?

Lösung

  1. Die FMEA will erreichen, dass Fehlerquellen bereits in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses erkannt werden und notwendige Änderungen frühzeitig und kostengünstig vorgenommen werden können.
  2. Die Risikopräferenzzahl wird als Produkt aus drei Kennzahlen ermittelt, die jeweils die Eintrittswahrscheinlichkeit eines Fehlers, die Wahrscheinlichkeit des rechtzeitigen Entdeckens und die Schwere des Fehlers bewerten. Da jede dieser Kennzahlen einen Wert zwischen 1 und 10 annehmen kann, hat die Risikopräferenzzahl den Wertebereich 1 bis 1000. In ihr kommt die Fehlerbedeutung integrativ zum Ausdruck. Sie ist darum geeignet, die Fehlerneigung eines Entwurfs zum Ausdruck zu bringen. Schwerpunktbereiche für Verbesserungsmaßnahmen zu identifizieren und den durch solche Maßnahmen erzielten Fortschritt zu quantifizieren.

Literaturhinweise

  1. Tietjen, Thorsten/Decker, André (2020): FMEA-Praxis: Einstieg in die Risikoeinschätzung von Produkten, Prozessen und Systemen, 4. überarbeitete Auflage, Carl Hanser Verlag München 2020.