Präsentation

Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA)
Kontakt
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Abteilungsleiter Produkt- und Qualitätsmanagement
Telefon:
Fax:
E-Mail:
Internet:
+49(0)711/9 70-1890
+49(0)711/9 70-1002
[email protected]
[email protected]
www.ipa.fraunhofer.de
Die Fraunhofer Gesellschaft
Rostock
Bremen
Dortmund
Berlin
Hannover
Dresden
Darmstadt
Saarbrücken
Karlsruhe
Stuttgart
München
Freiburg
58 Institute
an rund 40 Standorten
1,2 Mrd. € Budget
FMEA
12.700 Mitarbeiter
Seite 3
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Das Fraunhofer IPA: Organisation
Institutsleitung Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl
Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper
Unternehmensorganisation
Produkt- u.
Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Fabrikplanung und
Produktionsmanagement
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Klaus Peter Zeh
Unternehmenslogistik
Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.
Holger Barthel
Automatisierung
Oberflächentechnik
Robotersysteme
Dipl.-Ing. Martin Hägele M.S.
Lackiertechnik
Dipl.-Ing. Dieter Ondratschek
Produktions- und
Prozessautomatisierung
Dr.-Ing. Jan Stallkamp
Schichttechnik
Dr.-Ing. Martin Metzner
Reinst- und Mikroproduktion
Dr.-Ing. Udo Gommerl
Techn. Informationsverarbeitung
Dipl.-Inform. Markus Hüttel
Außenstellen
Anwendungszentrum Rostock
FMEA
Projektgruppe Zilina
Projektgruppe Wien
Seite 4
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Das Fraunhofer Institutszentrum Stuttgart (IZS)
Seite 5
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Infrastruktur des Fraunhofer IPA
Betriebshaushalt ohne Investitionen
Wirtschaftserträge
FMEA
derzeit Beschäftigte:
im wissenschaftlichen Bereich
in unterstützenden Bereichen
wissenschaftliche Hilfskräfte
27,5 Mio €
ca. 17,3 Mio €
135 Mitarbeiter
48 Mitarbeiter
100 Studenten
Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb,
IFF, Universität Stuttgart
40 Mitarbeiter
Mit dem IPA verbundene Unternehmen
75 Mitarbeiter
2007
Seite 6
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Infrastruktur des Fraunhofer IPA
FMEA
Nutzfläche (Büro): 5100 qm
Zentrum
„Rapid Product Development“
Medizin-Labor
Pharma-Labor
SEE-Lab (System Engineering
Enviroment Laboratory)
Touch-Lab – Virtuelle Welten
greifen und begreifen
Versuchsfelder, Laboratorien: 5600 qm
Lackiertechnikum
Pulverlackzentrum
Labor für industrielle
Galvanotechnik
Versuchsfeld für Industrieroboter-entwicklung
und -anwendung
Entwicklungslabor Service-Roboter
Zentrum für Halbleiterfertigungsgeräte
Reinräume (150 m²) EN ISO Klasse 1 bis 7
Seite 7
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Das Fraunhofer IPA: vernetzt mit Wissenschaft und Praxis
Forschung
Entwicklung
Realisierung
Anwendung
FMEA
Lehre
Seite 8
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA am Fraunhofer IPA
„ Erfahrung seit 1987
„ Entwicklung des ersten vollgrafischen wissensbasierte FMEA Systems (1992)
„ Mehr als 250 FMEA-Projekte in den verschiedensten Branchen
„ Mehr als 400 FMEA-Reviews für führende Automobilhersteller
„ Kontinuierliche Weiterentwicklung des Themas mit 7 wissenschaftlichen Mitarbeitern
- Fehler-Prozess-Matrix (FPM)
- FMEA-Controlling
- FMEA für mechatronische Systeme
- Basis-FMEA
- FMEA und Funktionale Sicherheit
FMEA
„ Komplettangebot für die Industrie (Schulung, Coaching, Moderation, Einführung, ...)
„ Unterstützung der DGQ bei FMEA-Schulungen
Seite 9
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Produkthaftung in Deutschland
Zusammenfassung der vertraglichen, deliktischen und spezialgesetzlichen Produkthaftung
Grundsatz:
Jeder in Produktionsund Distributionskette
für den Produktfehler
Verantwortliche
haftet
für Schäden, die durch den
Produktfehler entstehen
wenn
die Kausalität zwischen
Produktfehler und Schaden
vom Geschädigten bewiesen
ist
Ausnahme: erfolgreicher Entlastungsbeweis bei nachweislicher Beachtung aller Pflichten
Organisation
FMEA
Strukturierte,
effiziente Ablauf- und
Aufbauorganisation
im Unternehmen
(z.B. ISO 9000ff)
Konstruktion
Entwicklung
Qualitätssicherung
durch Methoden
(z.B. QFD, ETA, FTA,
FMEA, funktionale
Sicherheit,
Prototypentest)
Fabrikation
Instruktion
Fehlerprävention
durch Methoden
(z.B. FMEA) und
ständige Qualitätskontrollen zur
Qualitätssicherung
(Produkt, Prozess)
Umfassende
Aufklärung und
Warnung bzgl.
gefährlicher
Produkteigenschaften
Produktbeobachtung
Ganzheitliche,
umfassende
Betrachtung der
Produktanwendung
beim Verbraucher
Quelle: Fraunhofer-IPA (2001)
Seite 10
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
FMEA analysiert Fehlerfolge-Fehler-Fehlerursache-Kombinationen
Fehlerfolge (FF)
Schnitt außerhalb
des Sägebereichs
Fehler (F)
Sägeblatt
lose
Fehlerursache (FU)
Fixierschraube
lose
„Ah, hier - ich habe vergessen die Schraube anzuziehen!“
Quelle: Sonntag aktuell (2002)
Seite 11
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Entstehung und Entwicklung der FMEA
„ 1963 NASA, Apollo-Projekte
„ 1965 Luft- und Raumfahrt
„ 1975 Kerntechnik
„ 1977 Vorstellung für Automobilindustrie, SAE Kongress
„ 1980 Normung in Deutschland (DIN 25448)
„ 1986 Einsatz in der Automobilindustrie (i.a. Zulieferer)
„ 1990 Einsatz in den verschiedensten Bereichen
„ 1996 Weiterentwicklung System-FMEA - VDA 4.2 (1996)
FMEA
„ 1998 Verstärkter Einsatz in der Automobilindustrie
„ 2006 System-FMEA - VDA 4 Teil 3 (2006)
Seite 12
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Anwendung in den Unternehmen
Zeichenerklärung:
bis unter 20%
Quant. Kundenbefragungen
Shadowing
Testmärkte
Target Costing
Trendforschung
Widerspruchsor. Lösungsf.
Qual. Kundenbefragungen
Nutzwert-Analyse
QFD
Morph. Methoden
20% bis unter 50%
mehr als 50%
Positionierungs-Analyse
Marktpotential-Analyse
4
7
2
4
2
7
6
4
4
4
4
Portfolio-Analyse
Lead User Analyse
24
19
30
22
11
13
6
9
6
4
6
Panelforschung
Zufriedenheits-Analyse
7
15
17
15
37
39
24
39
24
7
7
Kreativitäts-Techniken
6
6
7
6
4
7
6
6
6
13
7
Kernkompetenz-Analyse
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
Grundregeln d. Gestaltung
9 7 24 15 7 9 17 9
15 7 30 17 13 15 30 22
9 13 52 31 9 6 52 37
13 7 19 13 11 15 54 35
26 4 19 17 15 9 7 7
24 6 22 19 19 30 17 11
13 4 7 4 13 13 11 9
11 6 13 7 22 33 17 9
11 6 6 2 13 11 7 7
6 4 6 2 6 9 19 15
7 9 20 24 7 6 19 11
Focus Groups
7
15
6
13
4
28
6
17
7
4
4
Funktionsanalyse
19
22
52
28
20
17
7
15
9
7
26
FMEA
13
17
17
17
4
11
4
7
4
4
9
Conjoint Analyse
24 4 11 11 20 6 19 43 17
37 4 13 15 37 6 17 54 22
50 7 6 6 26 4 15 17 50
33 17 9 15 48 7 9 22 54
35 2 7 7 17 4 7 13 9
48 11 43 28 43 17 17 54 28
30 2 35 24 24 11 7 26 11
30 4 57 35 26 31 11 33 22
22 4 35 11 19 6 13 15 9
24
20 22 20 9 7 9 15
24 2 9 6 26 4 7 22 24
Benchmarking
FMEA
Suchfeldanalyse
Ideengenerierung/-bewertung
Marktanalyse
Ermittl. v. Kundenanforderungen
Wirtschaftlichkeitsanalyse
Konzeptentwicklung
Prototypenentwicklung
Produktentwicklung
Fertigungsplanung
Produkttest
Markteinführung
Product Reverse Engineering
Anteil der Unternehmen, die die Methode manchmal für folgende Aktivitäten einsetzen
Quelle: Spath et al (2001)
Seite 13
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Gründe für die FMEA-Anwendung
§
Gesetze
Produkthaftungsgesetz
DIN EN ISO
anerkennt FMEA als
Entlastungsbeweis
(Stand der Technik)
fordert
Vorbeugungsmaßnahmen
FMEA
Produktsicherheitsgesetz
Normen
DIN EN ISO 9001:2000
DIN EN ISO 9004:2000
FMEA
Nummer:
1.2
Seite:
1/1
System
Typ/Model/Fertigung/Charge:
ZB Antriebswelle
FMEA/Systemelement:
Teilprozeß: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring schleifen
hilft Rückrufaktionen
zu verhindern
Sach-Nummer:
Verantwortlich:
Änderungsstand:
Firma:
Sach-Nummer:
Änderungsstand:
Mögliche
Fehlerfolgen
B Mögliche
Fehler
Mögliche
Fehlerursachen
Systemelement:
Teilprozeß: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring sc
Funktion:
Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring nach Vorgabe schl
[Gesamtprozeß Herstellung ZB An8 Rauhtiefe Lauffläche Wel[Mensch (Einrichter)]
triebswelle ]
lendichtring nicht nach falsches Bearbeitungspro
ZB Antriebswelle fehlerhaft herge- Zeichnungsvorgaben hergestellt
stellt
Vermeidungsmaßnahmen
Erstellt: 26.07.00
Verantwortlich:
Erstellt: 26.07.00
Firma:
A Entdeckungsmaßnahmen
Verändert:
26.07.00
E
RPZ V/T
empfiehlt
FMEA
Definition
Entwicklung
Konstruktion
ProduktionsPlanung
Produktion
Prüfung
Nutzung
[Mensch (Einrichter)]
setzt zu kleine Schleifsch
empfehlen
bzw. fordern
FMEA
verhindert
Fehler und
Fehlerfolgekosten
Wirtschaftlichkeit
QS-9000
VDA 4
TS 16949
Garantie / Kulanz
Rückrufaktion
Kundenverlust
FMEA
Richtlinien
Seite 14
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA-Standards und Vorgehensweisen
Automotive Standards
Branchenneutrale Standards
Fokussierungen
„ VDA 4 Teil 3 (2006)
„ DIN 25448 (FMEA)
„ Human-FMEA
„ QS 9000
„ DIN 25424 (FBA)
„ Umwelt-FMEA
„ TS 16949
„ DIN 25419 (SAA)
„ Dienstleistungs-FMEA
„ Logistik-FMEA
Lebensmittelindustrie
Weiterentwicklungen
„ Medizin-FMEA
„ HACCP
„ KV-FMEA
„ HAZOP
„ Mechatronik-FMEA
„ ...
Militärische Standards
„ matrix-FMEA
„ FMECA MIL-Task 101
„ Riskman
FMEA
„ FMECA MIL-Task 102
Seite 15
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
FMEA-Arten (Ziele und Betrachtungsgegenstände)
System-FMEA Produkt
System-FMEA Produkt (SE)
System-FMEA Prozess
„System-FMEA“
„Konstruktions-FMEA“
„Prozess-FMEA“
„ Ziel: Aufdeckung von
Entwicklungsrisiken
(Fehler im Systemkonzept)
„ Ziel: Aufdeckung von
Entwicklungsrisiken (Fehler
in der Systemauslegung)
„ Ziel: Aufdeckung von
Produktionsrisiken (Fehler
in der Prozessauslegung)
„ Analyse und Bewertung des
Systems hinsichtlich
- Systemfunktionen
- Schnittstellen(funktionen)
- Systemfehlfunktionen
- Systemeinflüsse
- Umwelteinflüsse
„ Analyse und Bewertung des
Bauteils hinsichtlich
- Bauteilfunktionen
- Bauteilversagen
- Bauteileigenschaften, wie
Material und Geometrie
„ Analyse und Bewertung des
Prozesses hinsichtlich
- Prozessfunktionen
- Prozessfehler
- Prozesseinflüsse (5 M‘s)
„ Keine Betrachtung von
Fehlern in der Bauteilauslegung und / oder in der
Fertigung bzw. Montage
„ Keine Betrachtung von
Fehlern in der Fertigung
bzw. Montage
Seite 16
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
FMEA-Arten (Ziele und Betrachtungsgegenstände)
System-FMEA Produkt
System-FMEA Produkt (SE)
System-FMEA Prozess
„System-FMEA“
„Konstruktions-FMEA“
„Prozess-FMEA“
„ Ziel: Aufdeckung von
Entwicklungsrisiken
(Fehler im Systemkonzept)
„ Ziel: Aufdeckung von
Entwicklungsrisiken (Fehler
in der Systemauslegung)
„ Ziel: Aufdeckung von
Produktionsrisiken (Fehler
in der Prozessauslegung)
„ Analyse und Bewertung des
OEM
Systems hinsichtlich
- Systemfunktionen
System-FMEA Produkt
- Schnittstellen(funktionen)
- Systemfehlfunktionen
- Systemeinflüsse
- Umwelteinflüsse
„ Analyse und Bewertung des „ Analyse und Bewertung des
Bauteils hinsichtlich(System)-Lieferant
Prozesses hinsichtlich
- Bauteilfunktionen
- Prozessfunktionen
Konstruktions-FMEA
- Bauteilversagen
-System-FMEA
ProzessfehlerProzess
- Bauteileigenschaften, wie
- Prozesseinflüsse (5 M‘s)
Material und Geometrie
„ Keine Betrachtung von
Fehlern in der Bauteilauslegung und / oder in der
Fertigung bzw. Montage
„ Keine Betrachtung von
Fehlern in der Fertigung
bzw. Montage
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Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Systematische Vorgehensweise
System
Bauteil
Prozess
Systemstrukturierung
Funktionszuordnung
Systematischer Vorlauf
nach VDA 4 (2006):
- Systemstruktur/-baum
- Funktionsnetz
Risikoanalyse
Risikobewertung
nein
Risiko ?
ja
Risikominimierung
Risiko ?
ja
FMEA
nein
„Ende“
Seite 18
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Vorgehensweise nach VDA 4 Teil 3 (2006)
Systemstrukturierung
Funktionszuordnung
Fehlerzuordnung
Risikobewertung
Fehlernetz
Maßnahmencontrolling
FMEA
Risikoanalyse
Funktionsbaum
Seite 19
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Planung und Vorbereitung
FMEA-Vorbesprechung zur Festlegung von
„ Analysegegenstand und –umfang (Systemgrenzen)
„ Teamzusammensetzung (Stammteam und ggf.
Expertenteam auf Abruf)
„ Benötigte Unterlagen (Zusammenstellung für Meetings)
...
Meilensteine
Unterlagen
Team
FMEA
Systemstruktur
„ Terminplan für FMEA-Treffen (für gesamtes Projekt im
voraus)
„ Meilensteine des Projekts (z.B. auf Poster)
„ Rahmenbedingungen für das Produkt (z.B. auf Poster)
„ Raumausstattung (Overhead, Beamer, Flipchart, Zugriff
auf CAD-System)
„ Vorstrukturierung des Systems (in kleiner Runde)
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Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Planung und Vorbereitung (Risikofilter)
Seite 21
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Wie komme ich zu einer geeigneten Systemstruktur?
Mechanische Systeme:
Bei mechanischen Systemen empfiehlt es sich die Struktur nach den Baugruppen / Bauteilen
aufzustellen. Bei Bauteilen, die Schnittstellen darstellen kann es sinnvoll sein, diese seperat
aufzuführen. In den tieferliegenden Ebenen können dann die Fehlerursachenelemente als
Auslegungsdaten zugeordnet werden
Elektronische / Mechatronische Systeme:
Bei elektronischen / mechatronischen Systemen empfiehlt es sich, die Struktur nach
Funktionsgruppen aufzustellen. In den tieferliegenden Ebenen können dann die
Fehlerursachenelemente (z.B. Sensoren, …) zugeordnet werden
FMEA
Fertigungs-/Montageprozesse:
Bei Fertigungs- / Montageprozessen empfiehlt es sich die Struktur nach der chronologischen
Abfolge der Fertigungs- / Montageschritte vorzunehmen. Den einzelnen Fertigungs- /
Montageschritten können dann in den tieferliegenden Ebenen die Fehlerursachenelemente
nach den 5Ms (Mensch, Maschine, Material, Methode, Mitwelt) zugeordnet werden.
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Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Wie tief muss ich das System strukturieren?
System-FMEA (Mechanik):
Bei der System-FMEA geht die Strukturierung bis auf die Ebene von Baugruppen und Bauteilen.
System-FMEA (Elektronik):
Bei der System-FMEA geht die Strukturierung bis auf die Ebene von elektronischen
Funktionsgruppen und mechanischen Baugruppen und Bauteilen.
FMEA
Konstruktions-FMEA:
Bei der Konstruktions-FMEA geht die Strukturierung bis auf die Auslegungsdaten (z.B. Material,
Dimensionen) auf der Bauteilebene.
Prozess-FMEA:
Bei der Prozess-FMEA geht die Strukturierung bis auf die Ebene der 5Ms (Mensch, Maschine,
Material, Methode und Mitwelt).
Seite 23
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Strukturierung von P-FMEAs anhand wertschöpfender Prozesse
Gießmaschine einrichten
Entgratwerkzeug einrichten
Sprühkopf einrichten
Transporteur
Schmelzmaterial bereitstellen
Rohmaterialien
Schmelzer
Material schmelzen
Rohmaterialien
Transporteur
Vorteile:
„ FMEA-Aufwand um über 50% reduziert
(bei gleich bleibendem Informationsgehalt)
„ Keine Trivialitäten in der FMEA
(z.B. Werkerfehler, Mitarbeiterschulung)
„ Höhere Akzeptanz der FMEA
Schmelze transportieren
Schmelze
Teil herstellen
Gießmaschine
Gießmaschine
Form
Form
Entgratwerkzeug
Entgratwerkzeug
Serienguß
Teil herstellen
Sprühkopf
Sortiereinrichtung
Schmelze
Serienguß
Sprühkopf
Sortiereinrichtung
Schmelze
Maschinenarbeiter
Maschinenarbeiter
Maschinenarbeiter
Sichtprüfung der Teile
Einfache Struktur mit gleichem Inhalt
FMEA
Arbeitsplatz
Seite 24
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA-Begriffe und Zusammenhänge
Systemelement
Funktion
Systemelement
Bauteil / Prozess
Funktion
Systemelement
Funktion
Fehlfunktion
Fehlerfolge
Fehlerfolge
Fehlfunktion
Fehler
Fehler
Fehlfunktion
Fehlerursache
Fehlerursache
Derzeitige
vermeidende
Maßnahmen
Bedeutung B
x
Auftreten A1
Derzeitige
entdeckende
Maßnahmen
x
FMEA
Empfohlene
vermeidende
Maßnahmen
Bedeutung B
x
Auftreten An
Systematischer Vorlauf
nach VDA 4 (2006):
- Systemstruktur/-baum
- Funktionsnetz
- Fehlernetz
Entdeckung E1
Verantwortlich
Termin / Status
=
Empfohlene
entdeckende
Maßnahmen
x
Entdeckung En
Risikoprioritätszahl RPZ1
Verantwortlich
Termin / Status
=
Risikoprioritätszahl RPZn
Seite 25
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Risikoanalyse
Funktion:
Spannung von 42V
bereitstellen
Fehlfunktionen:
Spannung zu hoch
Spannung zu niedrig
Spannung schwankt
(keine Spannung)
FMEA
Spannung n.i.O.
„ Systemfunktionen sind Funktionen, die für das
Funktionieren des Systems erforderlich sind
„ Allgemeine Anforderungen an das Projekt, wie z.B.
Kostenrahmen einhalten, sind keine Systemfunktionen
„ Funktionen sollten immer mit einem Substantiv und
einem Verb beschrieben werden
„ Fehlfunktionen ergeben sich als Nichterfüllung oder
teilweise Erfüllung einer Funktion
„ Je genauer eine Funktion spezifiziert ist, um so leichter
lassen sich, die zugehörigen Fehlfunktionen, Fehlerfolgen und Fehlerursachen ermitteln
„ Globale Fehlfunktionen, wie z.B. Spannung n.i.O.,
führen zu wenig aussagekräftigen Ergebnissen
(-> schwammige nichtssagende FMEA)
Seite 26
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Risikobewertung
Annahme
Annahme
Annahme
Fehlerfolge, Fehler bzw.
Fehlerursache wird nicht
geprüft
Fehler tritt beim
Endkunden auf
Fehler tritt beim
Hersteller auf
(Entwicklung, Produktion)
Berücksichtigung
Berücksichtigung
Maßnahmen
zur Vermeidung
Maßnahmen
zur Entdeckung
Bewertung
Bewertung
Bewertung
Wahrscheinlichkeit des
Auftretens des Fehlers
aufgrund der Fehlerursache
(beim Endkunden)
Bedeutung
der Fehlerfolge
für den Endkunden
Wahrscheinlichkeit der
Entdeckung der Fehlerfolge, des
Fehlers oder
der Fehlerursache
(beim Hersteller)
Auftreten 'A'
Bedeutung 'B'
Entdeckung 'E'
1 . . 10
1 . . 10
1 . . 10
Qualitäts- / Kostenrisiko
Sicherheitsrisiko
Gefahr von Terminproblem (?)
Qualitätsrisiko
Auftreten A > 5 .. 8
Bedeutung B = 9 .. 10
Entdeckung E < 3
„RPZ > 80 .. 100“
=
Risikoprioritätszahl 'RPZ'
1 . . 1000
Seite 27
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen
Entdeckungsmaßnahme
Vermeidungsmaßnahme
Verhindert das
Auftreten von
Fehlern in der
Entwicklung
Entwicklung
Entdeckt Fehler der
Entwicklung nachdem
sie aufgetreten sind
Entwicklung
Konstruktion
Beispiele:
- Versuche / Crashtests
- Kontrollrechnungen
- Dauerlauftest
- Grenzmuster
FMEA
Beispiele:
- FEM-Analysen
- Toleranzrechnung
- Materialauswahl
- Berechnungen
Seite 28
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Was sind Vermeidungs- und was sind Entdeckungsmaßnahmen?
Entdeckungsmaßnahme
Vermeidungsmaßnahme
Verhindert das Auftreten
von Fehlern im Prozess
Prozess
Beispiele:
- Teileprüfung
- Montage
- Funktionstest
FMEA
Beispiele:
- SPC
- Einstellparameter
- Arbeitsanweisungen
- Vorrichtungen
- Werkzeugüberwachung
Entdeckt Fehler des
Prozesses nachdem sie
aufgetreten sind
Seite 29
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Bewertungstabellen System-FMEA Produkt (VDA 1996)
Bewertungszahl für
die Bedeutung B
Sehr hoch
10 Sicherheitsrisiko, Nichterfüllung
9 gesetzlicher Vorschriften, Liegenbleiber.
8
7
6
5
4
FMEA
3
2
1
Hoch
Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs stark
eingeschränkt, sofortiger Werkstattaufenthalt zwingend erforderlich,
Funktionseinschr. wichtiger Teilsysteme.
Mäßig
Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs
eingeschränkt, sofortiger Werkstattaufenthalt nicht zwingend erforderlich,
Funktionseinschränkung von wichtigen
Bedien- und Komfortsystemen.
Gering
Geringe Funktionsbeeinträchtigung des
Fahrzeugs, Beseitigung beim nächsten
planmäßigen Werkstattaufenthalt,
Funktionseinschränkung von Bedienund Komfortsystemen.
Sehr gering
Sehr geringe Funktionsbeeinträchtigung,
nur vom Fachpersonal erkennbar.
Bewertungszahl für die
Auftretenswahrscheinlichkeit A
zugeordn.
Fehlerant.
in ppm
Bewertungszahl für die
Entdeckungswahrscheinlichkeit E
Sehr hoch
10 Sehr häufiges Auftreten der Fehler9 ursache, unbrauchbares, ungeeignetes
Konstruktionskonzept.
500.000
100.000
Hoch
Fehlerursache tritt wiederholt auf,
problematische, unausgereifte
Konstruktion.
50.000
10.000
8
7
5.000
1.000
500
6
5
4
100
50
3
2
1
1
8
7
6
5
4
Mäßig
Gelegentlich auftretende Fehlerursache,
geeignete, im Reifegrad
fortgeschrittene Konstruktion.
3
2
Gering
Auftreten der Fehlerursache ist gering,
bewährte konstruktive Auslegung.
1
Sehr gering
Auftreten der Fehlerursache ist
unwahrscheinlich.
Sehr gering
10 Entdecken der aufgetr. Fehlerursache
9 ist unwahrsch., Zuverlässigkeit der
Konstruktionsauslegung wurde nicht
o. kann nicht nachgewiesen werden.
Sicherheit der
Prüfverf.
90 %
Gering
Entdecken der aufgetret. Fehlerurs.
ist weniger wahrsch., Zuverlässigk. d.
Konstruktionsausl. kann wahrschlich
nicht nachgewiesen werden.
98 %
Mäßig
Entdecken der aufgetr. Fehlerurs. ist
wahrsch., Zuverlässigk. d. Konstruktionsausl. könnte vielleicht nachgewiesen werden, Nachweisverfahren
sind relativ sicher.
99,7 %
Hoch
Entdecken der aufgetretenen
Fehlerursache ist sehr wahrscheinlich,
durch mehrere voneinander
unabhängige Nachweisverfahren
bestätigt.
99,9 %
Sehr hoch
Aufgetretene Fehlerursache wird
sicher entdeckt.
99,99 %
Seite 30
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Bewertungstabellen System-FMEA Prozess (VDA 1996)
Bewertungszahl für
die Bedeutung B
Sehr hoch
10 Sicherheitsrisiko, Nichterfüllung
9 gesetzlicher Vorschriften, Liegenbleiber.
8
7
6
5
4
FMEA
3
2
1
Hoch
Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs stark
eingeschränkt, sofortiger Werkstattaufenthalt zwingend erforderlich.
Mäßig
Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs
eingeschränkt, sofortiger Werkstattaufenthalt nicht zwingend erforderlich,
Funktionseinschränkung von wichtigen
Bedien- und Komfortsystemen.
Gering
Geringe Funktionsbeeinträchtigung des
Fahrzeugs, Beseitigung beim nächsten
planmäßigen Werkstattaufenthalt,
Funktionseinschränkung von Bedienund Komfortsystemen.
Sehr gering
Sehr geringe Funktionsbeeinträchtigung,
nur vom Fachpersonal erkennbar.
Bewertungszahl für die
Auftretenswahrscheinlichkeit A
Sehr hoch
10 Sehr häufiges Auftreten der Fehler9 ursache, unbrauchbarer, ungeeigneter
Prozeß.
8
7
6
5
4
3
2
1
Hoch
Fehlerursache tritt wiederholt auf,
ungenauer Prozeß.
Mäßig
Gelegentlich auftretende Fehlerursache,
weniger genauer Prozeß.
Gering
Auftreten der Fehlerursache ist gering,
genauer Prozeß.
Sehr gering
Auftreten der Fehlerursache ist
unwahrscheinlich.
zugeordn.
Fehlerant.
in ppm
500.000
100.000
Bewertungszahl für die
Entdeckungswahrscheinlichkeit E
Sehr gering
10 Entdecken der aufgetretenen Fehler9 ursache ist unwahrscheinlich, die
Fehlerursache wird oder kann nicht
geprüft werden.
50.000
10.000
8
7
5.000
1.000
500
6
5
4
100
50
3
2
1
1
Gering
Entdecken der aufgetretenen Fehlerursache ist weniger wahrscheinlich,
wahrscheinlich nicht zu entdeckende
Fehlerursache, unsichere Prüfungen.
Sicherheit der
Prüfverf.
90 %
98 %
Mäßig
Entdecken der aufgetretenen
Fehlerursache ist wahrscheinlich,
Prüfungen sind relativ sicher.
99,7 %
Hoch
Entdecken der aufgetretenen
Fehlerursache ist sehr wahrscheinlich,
Prüfungen sind sicher, z.B. mehrere
voneinander unabhängige
Prüfungen.
99,9 %
Sehr hoch
Aufgetretene Fehlerursache wird
sicher entdeckt.
99,99 %
Seite 31
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Wirksamkeit von Entdeckungsmaßnahmen
Übergabe an
FMEA-Typ
Entdeckung
durch „Lieferant“
Entdeckung durch
„Kunde“
System
Entwicklung
Konstruktion
(ggf. Endnutzer *)
Konstruktion
Konstruktion
Produktionsplanung
Produktion
Endnutzer
Prozess
Entdeckungsmaßnahmen, E = 1..10
E = 10
FMEA
* Ausnahme:
E<10 möglich, wenn
Warneinrichtungen im
Betrieb vorhanden sind!
Seite 32
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA-Formblatt nach VDA 4 Teil 3 (2006)
Systemelement
Funktion
Fehlfunktion
B
Systemelement
Funktion
Fehlfunktion
Systemelement
Funktion
Fehlfunktion
Derzeitige
vermeidende
Maßnahmen
A
Derzeitige
entdeckende
Maßnahmen
E
RPZ
Verantwortlich
Termin / Status
Empfohlene
vermeidende
Maßnahmen
A
Empfohlene
entdeckende
Maßnahmen
E
RPZ
Verantwortlich
Termin / Status
Risikoanalyse
FMEA
FMEA-Workshop 03.03.2005
Risikominimierung
Risikobewertung
Seite 33
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Kreative Arbeit in moderierten interdisziplinären Teams
Teamgröße sollte 8 Personen nicht übersteigen!
„ Moderation durch
- Entwickler / Produktionsplaner
- interner Methodenexperte
- externer Methodenexperte
„ Stammteam (abhängig von FMEA-Art)
- Qualitätssicherung
- Entwicklung / Konstruktion
- Versuch
- Fertigungsplanung / Fertigung
- Kundendienst
- weitere Experten (ggf. nur zeitweise)
FMEA
„ Visualisierung und Dokumentation
mit PC, FMEA-Software und Beamer
Moderator:
FMEA-Team:
• stellt Methodenkenntnis
• liefert Fachkenntnisse
• fragt zielorientiert
• strukturiert Wissen
• dokumentiert Ergebnisse
Seite 34
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Zahlen und Zitate
„ Reduzierung der Kundenreklamationen um 15%
„ Reduzierung der Änderungen vor Serienanlauf um 22%
„ Reduzierung der Fehlerkosten um 21%
„ Reduzierung der Anlaufkosten um 19%
„ Reduzierung der Entwicklungszeit um 5% - 30%
FMEA
„ “Nur mit einem einzigen durch FMEA vermiedenen
Fehler, der zu einer Rückrufaktion geführt hätte,
wird die FMEA-Anwendung bereits wirtschaftlich!“
Quelle: Kamiske (2001)
Klatte (1994)
Seite 35
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Präventive Anwendung verhindert spätere Probleme
Fehlerursachen
200
150
100
184
50
0
54
gesamt
unentdeckt
FMEA
29,3% der Fehlerursachen waren zum Beginn der FMEA noch nicht bekannt
und wären durch die geplanten Testverfahren nicht gefunden worden
Quelle: Fraunhofer-IPA (2001)
Seite 36
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Erfolgskritische Faktoren der FMEA
Das Team:
„Interdisziplinäre Zusammensetzung (max. 8 Personen)
„Gute Kenntnisse des Untersuchungsobjektes
(z.B. Einbindung von Werkern bei der Prozess-FMEA)
„Einheitlicher Kenntnisstand bzgl. der FMEA-Methodik
FMEA
Das Management:
„Unterstützung der FMEA-Arbeit
„Unterstützung der Verbesserungsmaßnahmen
„Ausstattung der Teilnehmer mit Kompetenzen
Die Raumausstattung:
„z.B. Metaplan, Flipchart, CAD-Systemzugang, PC mit Beamer, Getränke
Seite 37
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Beispiel
Konstruktions-FMEA Servolenkung
(mit IQ-FMEA Vers. 5.1)
Seite 38
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Beispielhafte FMEA-Anwendung für eine Servolenkung
Seite 39
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Systemstruktur, Funktionen und Fehlfunktionen
Seite 40
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Funktionsnetz
Seite 41
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Fehlernetz zur Risikoanalyse
Fehler
Fehlerursachen
FMEA
Fehlerfolgen
Seite 42
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Fehlerfolge-Fehler-Fehlerursache-Kombination
Fehler (F)
Fehlerursache (FU)
Servolenkung
Hydraulischer
Unterbau
Antriebsritzel
Spurstange nicht
nach Vorgabe
eingestellt
Translative
Bewegung
nicht umgesetzt
Zahnbruch
FMEA
Fehlerfolge (FF)
Seite 43
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Risikobewertung „Anfangsstand“ (Konstruktions-FMEA)
Annahme
Annahme
Annahme
Stabilität des Antriebsritzels
wird nicht geprüft
Translative Bewegung wird
(beim Endkunden)
nicht umgesetzt
Antriebsritzel ist zu
schwach ausgelegt
(Entwicklung)
Berücksichtigung
Berücksichtigung
Auslegung anhand von
Erfahrungswerten
keine
Sicherheitskritischer
Fehler, der selten
auftritt, aber nicht
in der Entwicklung
entdeckt werden
würde
Bewertung
Bewertung
Bewertung
Wahrscheinlichkeit, dass die
translative Bewegung aufgrund
des Bruchs des Antriebsritzels
nicht umgesetzt wird (beim
Endkunden)
Bedeutung für den Endkunden,
wenn die Spurstange (z.B. in
einer Kurve) nicht nach Vorgabe
eingestellt wird
Wahrscheinlichkeit der
Entdeckung eines zu schwach
ausgelegten Antriebsritzels
(in der Entwicklungsphase)
Auftreten 'A'
Bedeutung 'B'
Entdeckung 'E'
2
10
10
=
Risikoprioritätszahl 'RPZ'
200
Sicherheitsrisiko
Qualitätsrisiko
Bedeutung B > 8
„RPZ > 125“
Seite 44
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Risikobewertung „verbessert“ (Konstruktions-FMEA)
Annahme
Annahme
Annahme
Stabilität des Antriebsritzels
wird nicht geprüft
Translative Bewegung wird
(beim Endkunden)
nicht umgesetzt
Antriebsritzel ist zu
schwach ausgelegt
(Entwicklung)
Berücksichtigung
Berücksichtigung
Berechnung der Verzahnung
Missbrauchstest
Bordsteinabdrückversuch
Sicherheitskritischer
Fehler, der nicht
auftreten sollte, aber
- falls doch - sicher in
der Ent-wicklung
entdeckt werden
würde
Bewertung
Bewertung
Bewertung
Wahrscheinlichkeit, dass die
translative Bewegung aufgrund
des Bruchs des Antriebsritzels
nicht umgesetzt wird (beim
Endkunden)
Bedeutung für den Endkunden,
wenn die Spurstange (z.B. in
einer Kurve) nicht nach Vorgabe
eingestellt wird
Wahrscheinlichkeit der
Entdeckung eines zu schwach
ausgelegten Antriebsritzels
(in der Entwicklungsphase)
Auftreten 'A'
Bedeutung 'B'
Entdeckung 'E'
1
10
2
=
Risikoprioritätszahl 'RPZ'
20
FMEA
Sicherheitsrisiko
Bedeutung B > 8
Seite 45
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA-Begriffe und Zusammenhänge
Servolenkung
Spurstange nach
Vorgabe einstellen
Hydr. Unterbau
Bauteil / Prozess
Translative
Bewegung gewährleisten
Antriebsritzel
Stabilität aufweisen
Spurstange nicht
n. Vorg.
eingestellt
Fehlerfolge
Fehlerfolge
Keine translative
Bewegung
Fehler
Fehler
Antriebsritzel bricht
Fehlerursache
Fehlerursache
Auslegung
anhand von
Erfahrung
Bedeutung
Bedeutung
B=10
B
x
Auftreten
AuftretenAA
1=2
1
keine
x
FMEA
x
Auftreten
AuftretenAA
n =1
n
Entdeckung
Entdeckung
E1E
=10
1
=
Missbrauchstest
Bordsteinabdrücktest
Berechnung der
Verzahnung
Bedeutung
B=10
Bedeutung
B
Entwicklung
TT.MM.JJJJ
in Bearbeitung
x
Entdeckung
EntdeckungEnE=2
n
Risikoprioritätszahl
RPZ1=200 RPZ1
Entwicklung/Versuch
TT.MM.JJJJ
in Bearbeitung
=
RPZn =20
Risikoprioritätszahl
RPZn
Seite 46
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Risikobewertung und Risikominimierung im FMEA-Formblatt
Seite 47
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Differenzanalyse (vorher/nachher)
Seite 48
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Beispiel Rohrbearbeitung
(mit IQ-FMEA Vers. 5.0)
Seite 49
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Systemstruktur für Prozess „Herstellung Zwischenrohr“
Seite 50
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Funktionsnetz „Rohr biegen“
Seite 51
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Fehlernetzen „Rohr rissig“
Fehler
Fehlerursachen
FMEA
Fehlerfolgen
Seite 52
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Fehlerfolge-Fehler-Fehlerursache-Kombination
Fehlerfolge (FF)
Zwischenrohr
Abgasanlage
undicht
Fehlerursache (FU)
Rohr biegen
Werker
Rohr rissig
Material nicht
lagerichtig
eingelegt
FMEA
Gasaustritt
Fehler (F)
Seite 53
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Risikobewertung „Anfangsstand“ (Prozess-FMEA)
Annahme
Annahme
Annahme
Lage des Rohres beim Einlegen
wird nicht geprüft bzw. Rohr wird
nicht auf Dichtigkeit geprüft
Zwischenrohr undicht bzw.
Gasaustritt aus der Abgasanlage
Rohr rissig
Berücksichtigung
Berücksichtigung
Einlegen des Rohres gemäß
Arbeitsanweisung
Sichtprüfung auf Risse durch
Werker nach dem Biegen
Bewertung
Bewertung
Bewertung
Wahrscheinlichkeit, dass das
Zwischenrohr bzw. die Abgasanlage beim Kunden (beim Endkunden) aufgrund der falschen
Einlage undicht sein wird
Bedeutung für den Endkunden,
wenn das Zwischenrohr bzw. die
Abgasanlage undicht ist
Wahrscheinlichkeit der Entdeckung
von Rissen im Rahmen der
Sichtprüfung
(in der Produktion)
Auftreten 'A'
Bedeutung 'B'
Entdeckung 'E'
4
9
7
Sicherheitskritischer
Fehler, der ab und zu
auftritt, aber nicht
vollständig
in der Produktion
entdeckt wird
=
Risikoprioritätszahl 'RPZ'
252
Sicherheitsrisiko
Qualitätsrisiko
Bedeutung B > 8
„RPZ > 80 .. 100“
Seite 54
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Risikobewertung „verbessert“ (Prozess-FMEA)
Annahme
Annahme
Annahme
Lage des Rohres beim Einlegen
wird nicht geprüft bzw. Rohr wird
nicht auf Dichtigkeit geprüft
Zwischenrohr undicht bzw.
Gasaustritt aus der Abgasanlage
Rohr rissig
Berücksichtigung
Berücksichtigung
Einbringen einer Kerbe nach dem
Ablängen zur exakten Positionierung in der Biegevorrichtung
Sichtprüfung auf Risse durch
Werker nach dem Biegen
Bewertung
Bewertung
Bewertung
Wahrscheinlichkeit, dass das
Zwischenrohr bzw. die
Abgasanlage beim Kunden (beim
Endkunden) undicht sein wird
Bedeutung für den Endkunden,
wenn das Zwischenrohr bzw. die
Abgasanlage undicht ist
Wahrscheinlichkeit der Entdeckung
von Rissen im Rahmen der
Sichtprüfung
(in der Produktion)
Auftreten 'A'
Bedeutung 'B'
Entdeckung 'E'
1
9
7
Sicherheitskritischer
Fehler, der nicht
auftreten sollte.
Falls doch, wird er
aber nur unvollständig in der Produktion entdeckt
=
Risikoprioritätszahl 'RPZ'
63
FMEA
Sicherheitsrisiko
Bedeutung B > 8
Seite 55
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA-Begriffe und Zusammenhänge
Abgasanlage
Gasdicht sein
Rohr biegen
Bauteil / Prozess
Rohr biegen
Werker
Material lagerichtig einlegen
Abgasanlage
Fehlerfolge
undicht
Fehlerfolge
Rohr rissig
Fehler
Fehler
Material nicht lagerichtig eingelegt
Fehlerursache
Fehlerursache
Einlegen gemäß
Arbeitsanweisung
Bedeutung
BedeutungB=9
B
x
Auftreten
AuftretenAA
1=4
1
Sichtprüfung auf
Risse nach dem
Biegen
x
FMEA
Einbringung einer
Kerbe zur
Positionierung
Bedeutung
B=10
Bedeutung
B
x
Auftreten
AuftretenAA
n =1
n
Entdeckung
EntdeckungE1E=7
1
Produktion
TT.MM.JJJJ
in Bearbeitung
=
Entwicklung/Versuch
TT.MM.JJJJ
in Bearbeitung
-
x
Entdeckung
EntdeckungEnE=7
n
Risikoprioritätszahl
RPZ1=252 RPZ1
=
RPZn =63
Risikoprioritätszahl
RPZn
Seite 56
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Formblatt zu Fehlfunktion „Rohr rissig“
Seite 57
Produkt- und Qualitätsmanagement
nach VDA
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Risikobewertung zu „Rohr biegen“
Seite 58
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Trends in der FMEA-Entwicklung
Trends und Weiterentwicklungen in der FMEA
„ Mechatronik-FMEA:
Risikoanalyse mechatronischer Systeme und Ermittlung von System-Requirements
mit Hilfe der Mechatronik-FMEA
„ Konstruktions- und Verfügbarkeits-FMEA (KV-FMEA):
Verfügbarkeitsanalyse von Investitionsgütern (Einzel- und Kleinserien)
mit der Konstruktions- und Verfügbarkeits-FMEA (KV-FMEA)
„ Fehler-Prozess-Matrix (FPM)
Gesamtheitliche Optimierung von komplexen Montageprozessen nach Produktivität,
Kosten und Qualität
„ FMEA-Controlling:
Controlling von komplexen Entwicklungsprojekten auf Basis der FMEA
FMEA
„ Basis-FMEAs:
Erstellung von Basis-FMEAs für Standard-Produkte/-Prozesse
Seite 60
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
System-/Konstruktions-FMEA für mechatronische Systeme
„ Systemstrukturierung (eigener Entwicklungsumfang, Systemgrenzen, Schnittstellen)
- Komponenten (Mechanik, Elektrik, Elektronik, Software)
- Schnittstellen (Mechanik, Elektrik, Elektronik)
„ Zuordnung von Funktionen für das Funktionieren des zu analysierenden Systems
- Hauptfunktionen (mechanisch, elektrisch, elektronisch)
- Funktionsgruppen (mechanisch, elektrisch und elektronisch)
- Softwarefunktionen (Logiken, Berechnungen, Algorithmen)
„ Risikoanalyse, Maßnahmenzuordnung und Maßnahmenbewertung für die Phasen
- der Auslegung und Berechnung in der Entwicklung
- Anforderungen an die Software und Steuerung
- des Testings in der Entwicklung über die einzelnen Musterstände (A-, B-, C-, D-Muster)
- des Testings im Service
- der Systemanalyse im Betrieb
FMEA
„ Risikooptimierung (falls notwendig)
Seite 61
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Mögliche Systemstruktur eines mechatronischen Systems
Seite 62
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Mögliche Maßnahmenstruktur eines mechatronischen Systems
Seite 63
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
Was hilft die FMEA und die FSR bei der funktionalen Sicherheit ?
„ Funktionale Sicherheit ist die Fähigkeit eines Systems bei Auftreten eines Fehlers im sicheren
Zustand zu bleiben bzw. einen sicheren Zustand einzunehmen
-> Dies setzt das korrekte Funktionieren aller erforderlichen Sicherheitsfunktionen voraus !
„ Eine systematische Risikoanalyse mit einer System-FMEA ermöglicht die Bestimmung und
Kennzeichnung von erforderlichen Sicherheitsfunktionen
-> Fehlerursachen und Auftretenswahrscheinlichkeiten für die Hauptfehlfunktionen des Systems
-> Optimierung des Systems hinsichtlich Zuverlässigkeit
-> Definition von Sicherheitsfunktionen
-> Diagnose der Systemfehlfunktion
„ Die Durchführung einer System-FMEA ermöglicht die systematische Analyse aller Fehlfunktionen der Absicherungsmassnahmen eines Systems
-> Fehlerursachen und Auftretenswahrscheinlichkeiten für den Ausfall der Absicherungsmaßnahmen
-> Optimierung der Absicherung hinsichtlich Zuverlässigkeit und Wirksamkeit
-> Überführung des Systems in einen sicheren Zustand
-> Diagnose der fehlerhaften Sicherheitsfunktion
„ Auf den Ergebnissen der System-FMEA aufbauende fehlerbasierte Systemreaktionsanalyse (FSR)
analysiert das korrekte Funktionieren der Absicherungsmaßnahmen unter Berücksichtigung von
nutzerbedingten Interaktionen und Systemzuständen
Seite 64
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Beispiel: Unwuchterkennung Waschmaschine (Beispiel zufällig)
FMEA
Bildquelle: Miele
ƒ
ƒ
Bilduelle: MicroEpsilon
Erfassung der Unwucht im Schleudergang durch induktiven Wegsensor
Messung der radialen Trommelbewegung und Regelung der Drehzahl
Seite 65
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
Beispiel: Unwuchterkennung Waschmaschine (Beispiel zufällig)
Ausfall
FMEA
Bildquelle: Miele
ƒ
ƒ
Sensorausfall führt zu unreguliertem Schleudern mit Höchstdrehzahl
Folge: sicherheitskritische Vibrationen der Maschine
Seite 66
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
System-FMEA Haushaltswaschmaschine
Seite 67
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FSR Analyse und Interpretation
System ohne
Diagnosefunktion
FMEA
System mit
Sensordiagnose
zu Beginn des
Schleuderns
Seite 68
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
FMEA
FSR Analyse und Interpretation
Seite 69
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske
No risk – no fun
FMEA
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit !
Bildquelle: http://www.extr3m3.de/
Seite 70
Produkt- und Qualitätsmanagement
Dr.-Ing. Alexander Schloske