FMEAFehler-Möglichkeits- und

Einfluß-Analyse

Design- und Prozeß-FMEA

Literaturangaben

• Potential Failure Mode and Effect Analysis Reference-Handbuch (Third Edition, Juli 2001)

• VDA 4.2 (1996)

• APQP & CP Referenz-Handbuch (1994)

• APQP Status Reporting Process (Ford, Checklisten)

• PPAP Third Edition (09 1999)

FMEA

Definition (allgemein, nach QS-9000)

Die FMEA ist eine systematische Folge von Aktivitäten mit der folgendes beabsichtigt wird:

1. Mögliche Fehler eines Produktes/ Prozesses und deren Folgen zu erkennen und zu bewerten.

2. Maßnahmen auszuweisen, die das Auftreten von möglichen Fehlern vermeiden oder reduzieren und

3. dieses Verfahren zu dokumentieren.

Arten von FMEAs(DaimlerChrysler/ QZ 5/2002)

• Hybrid-FMEA• Produkt und Prozeß oder Prozeß und Produkt

• kompatible Daten in Konstruktions- und Prozeßplanungsphase verwerten

• systematische Rückkopplung zwischen beiden Planungsphasen anstreben

• bessere Vermeidung eines Fehlers durch konstruktiven Ansatz sichern

Arten von FMEAsPPAP: Third Edition Sept. 1999

• Schüttgüter-FMEA oder

• FMEA für verfahrenstechnische Güter• Besonderheit: spezielle Bewertungen (B,A,E)• Design- und Prozeß-FMEA• starke Auswirkung von den Merkmalen der

gelieferten Produkte auf Kundenprodukte und -prozesse

• Produkte: Farben, Öle, Kunststoffe, ...

Arten von FMEAsFord Motor Company (03.2001)

• Maschinen-FMEA• Bewertungen (Auswahl)

• Verletzungsgefahr bei Bedienpersonal und Einrichter

• Auflagen des Gesetzgebers

• Reparaturdauer und Stillstandszeit

• defekte Teile

• Prozeßfähigkeit

• Zeitraum zwischen den Ausfällen (MTBF: Mean Time between Failure)

Arten von FMEAsFord Motor Company (03.2001)

• Umwelt-FMEA• Bewertungen (Auswahl)

• Verletzung von Kundenstandards

• Verletzung von Auflagen des Gesetzgebers

• Energieverbrauch und Recycling

• Qualität der Luft im Fahrzeug

• Allergien auslösende Stoffe

• Gewicht des Fahrzeugs (Verbrauch)

Arten von FMEAsFord Motor Company (APQP)

• Logistik-FMEA• Bewertungen (Auswahl)

• Auflagen des Gesetzgebers

• Transportzeiten und -strecken

• be- und entladen von Gefahrgütern

• Verpackungen

Arten von FMEAs Konzept-FMEA

Definition (Ford):

• Konzept-FMEAs dienen der Analyse von Systemen und Subsystemen und ihren Wechselbeziehungen in den frühen Entwicklungsphasen.

• mögliche Fehler werden im Zusammenhang mit geplanten Funktionen und Design-Entscheidungen betrachtet.

Bewertungstabelle für Design-FMEA

Bedeutung Auftreten Fehlerrate(Ford/ AIAG)

Fehlerrate (VDA)

Sicherheit (VDA)Entdecken

Sicherheitsrisiko, da die Folgen eines mögl. Fehlers die Sicherheit des Fahrzeugs beeinflussen und/ oder zur Ver-letzung behördl. Vorschriften führen. Ohne Warnung!

Sehr hoch,Andauernde Fehler

500.000 ppm

Faktor

100 von 1.000 100.000 ppm

10Absolutunwahrscheinlich

90%

Sicherheitsrisiko, da die Folgen eines mögl. Fehlers die Sicherheit des Fahrzeugs beeinflussen und/ oder zur Ver-letzung behördl. Vorschriften führen. Mit Warnung!

100.000 ppm 50 von 1.000 50.000 ppm

9Sehr unwahr-scheinlich

90%

Sehr hoch, Fahrzeug oder Teil ist nicht funktionsfähig. (Verlust der Hauptfunktion).

Hoch,häufige Fehler

50.000 ppm 20 von 1.000 20.000 ppm

8unwahr-scheinlich

98%

Hoch, Fahrzeug oder Teil ist mit Einschränkungen funktionsfähig. Der Kunde ist sehr unzufrieden.

10.000 ppm 10 von 1.000 10.000 ppm

7Sehr gering 98%

Mäßig, Fahrzeug oder Teil ist funktionsfähig, aber Teil(e) mit Bezug auf Komfort oder Bequemlichkeit sind nicht funktionsfähig. Der Kunde ist unzufrieden.

Mäßig,gelegentliche Fehler

5.000 ppm 5 von 1.000 5.000 ppm

6Niedrig 99,7%

1.000 ppm 2 von 1.000 2.000 ppm

5Mäßig 99,7%

500 ppm 1 von 1.000 1.000 ppm

4Mäßig hoch

99,7%Sehr leicht, Ausstattung, äußerliche Ausführung bzw. Quietsch- & Klapperverh. entsprechen nicht d. Forderungen.Der Fehler wird von den meisten Kunden (>75%) bemerkt.

Leicht, Fahrzeug oder Teil ist funktionsfähig, aber Teil(e) mit Bezug auf Komfort oder Bequemlichkeit arbeiten mit zu niedriger Leistung. Der Kunde ist etwas unzufrieden.

Gering, Ausstattung, äußerliche Ausführung bzw. Quietsch- & Klapperverhalten entsprechen nicht denForderungen. Der Fehler wird von 50% der Kundenwahrgenommen.

Niedrig,relativ wenigeFehler

100 ppm 0,5 von 1.000 500 ppm

3Hoch 99,9%

Sehr gering, Ausstattung, äußerliche Ausführung bzw. Quietsch- & Klapperverh. entsprechen nicht d. Forderungen. Fehler wird von wenigen Kunden (<25%) wahrgenommen.

50 ppm 0,1 von 1.000 100 ppm

2Sehr hoch 99,9%

Keine erkennbaren FolgenMinimal, Fehler unwahrscheinlich 1 ppm

10 ppm

1Mit Sicherheit 99,99%HNUHN_QMS

Bewertungstabelle für Prozeß-FMEA

Bedeutung Auftreten CpkFehlerrate (VDA)

Sicherheit (VDA)Entdecken

Sicherheitsrisiko ohne Vorwarnung,Nichteinhaltung gesetzlicher Vorschriften,Werkersicherheit, Liegenbleiber (VDA)

Sehr hochFehler ist nahezuunvermeidbar

100.000 ppm

Faktor

< 0,33 10Praktischunmöglich

90%

Sicherheitsrisiko mit Vorwarnung,Nichteinhaltung gesetzlicher Vorschriften,Werkersicherheit, Liegenbleiber (VDA)

50.000 ppm 0,33 9Sehr unwahr-scheinlich

90%

Sehr hocherhebliche Produktionsstörung, Fahrzeugnicht einsatzfähig, Verlust der Primärfunktion

HochFehler trat bei vergleichbarenProzessen häufig auf

20.000 ppm 0,51 8Unwahr-scheinlich

98%

Hochleichte Produktionsstörung, Verschrotten m. AussuchenFahrzeug ist einsatzfähig bei verminderter Leistung

10.000 ppm 0,67 7Sehr gering 98%

Mäßigleichte Produktionsstörung, Verschrotten ohneAussuchen, Ausfall von Komfortelementen

MäßigFehler trat beifrüheren Prozessengelegentlich auf

5.000 ppm 0,83 6Gering 99,7%

2.000 ppm 1,00 5Gering 99,7%

1.000 ppm 1,17 4Gering 99,7%Sehr leichtleichte Produktionsstörung, mögl. Nacharbeit (< 100%),Passung, Aussehen niO., Klapper-, Quietschgeräusche

Leichtleichte Produktionsstörung, möglicherweise Nacharbeit(100%), Beeinträchtigung von Komfortelementen

Geringleichte Produktionsstörung, mögl. Nacharbeit währendder Fertigung, Passung, Aussehen niO., Klapper-,Quietschgeräusch, normaler Kunde bemerkt den Fehler

Geringvereinzelte Fehler beiähnlichen Prozessen

100 ppm 1,33 3Hoch 99,9%

Sehr geringleichteste Produktionsstörung, mögl. Nacharbeit,Fehler wird nur von kritischen Kunden bemerkt

Sehr geringvereinzelte Fehler beifast gleichen Prozessen

50 ppm 1,50 2Sehr hoch 99,9%

Keine Folgen Unwahrscheinlich 1 ppm 1,67 1Praktisch sicher 99,99%

Fehlerrate(Ford/ AIAG)

HNUHN_QMS

100 von 1.000 100.000 ppm

50 von 1.000 50.000 ppm

20 von 1.000 20.000 ppm

10 von 1.000 10.000 ppm

5 von 1.000 5.000 ppm

2 von 1.000 2.000 ppm

1 von 1.000 1.000 ppm

0,5 von 1.000 500 ppm

0,1 von 1.000 100 ppm

10 ppm

Handout

Bewertungstabelle für Prozeß-FMEA

Bedeutung (B), Produktion/ Montage Auftreten (A)Entdeckunsmethoden

Sicherheitsrisiko, der Fehler kann den Werker (an derMaschine oder in der Montage) gefährden. Der Fehler trittohne Vorwarnung auf.

Sehr hochFehler ist nahezuunvermeidbar

Faktor

10kann/wirdnichtgeprüft

Sicherheitsrisiko, der Fehler kann den Werker (an derMaschine oder in der Montage) gefährden. Der Fehler trittmit Vorwarnung auf.

9indirekte/gelegentl.Prüfung

Sehr hoch, 100% der gefertigten Produkte müssen mög-licherweise verschrottet werden oder das Fahrzeug muß imRep.-Bereich länger als 1Std. repariert werden.

HochFehler trat beivergleichbaren Prozessen häufig auf

8Sicht-prüfung

Hoch, die gefertigten Produkte müssen möglicherweise aus-gesucht und teilweise verschrottet werden oder das Fahrzeugmuß im Rep.-Bereich 30 - 60 Minuten repariert werden.

7

Charts(SPC)

Mäßig, ein Teil der gefertigten Produkte (weniger als 100%)muß möglicherweise verschrottet werden (ohne Aussuchen)oder das Fahrzeug muß weniger als 30 Min. i.d. Rep.-Ber.

MäßigFehler trat beifrüheren Prozessengelegentlich auf

6Charts(SPC)

5

Fehlerent-deckung i.Folgestat.

4Sehr leicht, die gefertigten Produkte müssen möglicher-weise ausgesucht und teilweise (weniger als 100%)nachgearbeitet (nicht verschrottet) werden.

Leicht, 100% der gefertigtenTeile müssen möglicherweisenachgearbeitet werden oder das Fahrzeug muß repariertwerden, muß aber dazu nicht in den Reparatur-Bereich.

Gering, ein Teil der gefertigten Produkte (weniger als100%) muß möglicherweise im Gleichschritt mit der Ferti-gung, aber abseits des Operationsbereichs, nachgearb. w.

Geringvereinzelte Fehler beiähnlichen Prozessen

3

Sehr gering, ein Teil der gefertigten Produkte (wenigerals 100%) muß möglicherweise im Operationsbereich, imGleichschritt mit der Fertigung, nachgearbeitet werden.

2

Keine Folgen, leichte Störung für Operation oder Werker. Unwahrscheinlich 1HNUHN_QMS

Cpk

< 0,33

0,33

0,51

0,67

0,83 Gering

1,00

1,17

1,33

1,50

1,67

Fehlerrate(Ford/ AIAG)

100 von 1.000 100.000 ppm

50 von 1.000 50.000 ppm

20 von 1.000 20.000 ppm

10 von 1.000 10.000 ppm

5 von 1.000 5.000 ppm

2 von 1.000 2.000 ppm

1 von 1.000 1.000 ppm

0,5 von 1.000 500 ppm

0,1 von 1.000 100 ppm

10 ppm

Entdecken (E)

Praktischunmöglich

Sehr unwahr-scheinlich

Unwahr-scheinlich

Sehr gering

Mäßig

Mäßig hoch

Hoch

Sehr hoch

Prakt. sicher

Fehlervorb.Prüfmittel Man.-Prfg.

100%Gut/Schl.-Lehre

Einricht-/Erstteil-Prüfung

AuswahlInstall.Verifiz.

Fehlerunmögl.

autom.Entdeck.Stop-Funktion

n.i.O Teilkann nichtakzeptiertwerden

mehrereAkzept.-ebenen

zweifacheSicht-prüfung

Sehr geringvereinzelte Fehler beifast gleichen Prozessen

Handout

Bewertungstabelle für Prozeß-FMEA

Entdecken (E) Faktor

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Auftr. (A) (PPM)

100.000

50.000

20.000

10.000

5.000

2.000

1.000

500

100

10

Bedeutung (B), Produktion/ MontageBedeutung (B), Endverbraucher

Sicherheitsrisiko, der Fehler kann den Werker (an derMaschine oder in der Montage) gefährden. Der Fehler trittohne Vorwarnung auf.

Sicherheitsrisiko, der Fehler kann den Werker (an derMaschine oder in der Montage) gefährden. Der Fehler trittmit Vorwarnung auf.

Sehr hoch, 100% der gefertigten Produkte müssen mög-licherweise verschrottet werden oder das Fahrzeug muß imRep.-Bereich länger als 1Std. repariert werden.

Hoch, die gefertigten Produkte müssen möglicherweise aus-gesucht und teilweise verschrottet werden oder das Fahrzeugmuß im Rep.-Bereich 30 - 60 Minuten repariert werden.

Mäßig, ein Teil der gefertigten Produkte (weniger als 100%)muß möglicherweise verschrottet werden (ohne Aussuchen)oder das Fahrzeug muß weniger als 30 Min. i.d. Rep.-Ber.

Sehr leicht, die gefertigten Produkte müssen möglicher-weise ausgesucht und teilweise (weniger als 100%)nachgearbeitet (nicht verschrottet) werden.

Leicht, 100% der gefertigtenTeile müssen möglicherweisenachgearbeitet werden oder das Fahrzeug muß repariertwerden, muß aber dazu nicht in den Reparatur-Bereich.

Gering, ein Teil der gefertigten Produkte (weniger als100%) muß möglicherweise im Gleichschritt mit der Ferti-gung, aber abseits des Operationsbereichs, nachgearb. w.

Sehr gering, ein Teil der gefertigten Produkte (wenigerals 100%) muß möglicherweise im Operationsbereich, imGleichschritt mit der Fertigung, nachgearbeitet werden.

Keine Folgen, leichte Störung für Operation oder Werker.

kann/wirdnichtgeprüft

indirekte/gelegentl.Prüfung

Sicht-prüfung

Charts(SPC)

Charts(SPC)

Fehlerent-deckung i.Folgestat.

HNUHN_QMS

Prüfmittel Man.-Prfg.

100%Gut/Schl.-Lehre

Einricht-/Erstteil-Prüfung

AuswahlInstall.Verifiz.

Fehlerunmögl.

autom.Entdeck.Stop-Funktion

n.i.O Teilkann nichtakzeptiertwerden

mehrereAkzept.-ebenen

zweifacheSicht-prüfung

Sicherheitsrisiko, der Fehler beeinträchtigt die Fahrzeug-sicherheit und/ oder die Nichteinhaltung gesetzlicher Vor-schriften. Der Fehler tritt ohne Vorwarnung auf.

Sehr hoch, das Fahrzeug oder Produkt ist nichteinsatzfähig, Verlust der Primärfunktion.

Hoch, das Fahrzeug oder Produkt ist einsatzfähig, abermit verminderter Leistung. Der Kunde ist sehr unzufrieden.

Mäßig, das Fahrzeug oder Produkt ist einsatzfähig, jedochmit Ausfall einiger Komfortelemente. Der Kunde istunzufrieden.

Sehr leicht, Passung oder Aussehen ist nicht korrekt und/ oder es treten Klapper-/ Quietschgeräusche auf. Der Fehler wird von den meisten Kunden (mehr als 75%) bemerkt.

Leicht, das Fahrzeug oder Produkt ist einsatzfähig, jedochist die Leistung einiger Komfortelemente beeinträchtigt. Der Kunde ist etwas unzufrieden.

Gering, Passung oder Aussehen ist nicht korrekt und/ oder es treten Klapper-/ Quietschgeräusche auf. Der Fehlerwird von 50% der Kunden bemerkt.

Sehr gering, Passung oder Aussehen ist nicht korrekt und/ oder es treten Klapper-/ Quietschgeräusche auf. DerFehler wird nur von kritischen Kunden (<25%) bemerkt.

Keine erkennbaren Folgen.

Sicherheitsrisiko, der Fehler beeinträchtigt die Fahrzeug-sicherheit und/ oder die Nichteinhaltung gesetzlicher Vor-schriften. Der Fehler tritt mit Vorwarnung auf.

Besondere MerkmaleD-FMEA

Klassi-fizierung

Hinweis Bewertung SteuerungKontrolle

potentielles CCin der P-FMEA

YC B: 9 oder 10 n.a.

potentielles SCin der P-FMEA

YS B: 5 bis 8A: 4 bis 10

n.a.

keinCC oder SC

keine B: < 5 n.a.

Besondere MerkmaleP-FMEA

Klassi-fizierung

Hinweis Bewertung SteuerungKontrolle

CCkritisches Merkmal

CC B: 9 oder 10 Kontrollplan

SCsignifikantes Merkmal

SC B: 5 bis 8;A: 4 bis 10

Kontrollplan

High Impact(fähige Prozesse)

HI B: 5 bis 8;A: 4 bis 10

besondereSorgfalt

Besondere MerkmaleP-FMEA

Klassi-fizierung

Hinweis Bewertung SteuerungKontrolle

Operator SafetySicherheit der

Mitarbeiter

OS B: 9 oder 10 Freigabe durchArbeits-

sicherheit

keinCC oder SCHI oder OS

keine sonstigeBewertungen

n.a.

Besondere Merkmale

• Hinweis:

• erst nach Abschluß von D-FMEA und P-FMEA werden Besondere Merkmale bestätigt

• Rücksprache mit dem Kunden kann notwendig sein(QS-9000, VDA 6.1, ....)

• Kontrollplan muß unterschrieben sein(Ford: CC, bei allen Sicherheitsteilen ())

Design-FMEA

Definition (VDA 4.2):

• Eine Design-FMEA (System-FMEA Produkt) betrachtet mögliche Fehlfunktionen von Produktsystemen als mögliche Fehler

• Die Fehleranalysen gehen dabei, wo erforderlich, stufenweise bis in die Auslegungsfehler einzelner Bauteile

Prozeß-FMEA

Definition (VDA 4.2):

• Eine Prozeß-FMEA (System-FMEA Prozeß) betrachtet die möglichen Fehlfunktionen eines Produktionsprozesses (z.B. Fertigungs-, Montage-, Logistik- oder Transportabläufe) als mögliche Fehler.

FMEA “Abschluß”

Konzept-FMEA:

• vor Festlegung der Funktionen des Designs

Design-FMEA:

• vor Freigabe der Konstruktion zur Produktion

Prozeß-FMEA:

• bevor alle Operationen untersucht und die besonderen Merkmale in den Kontroll-Plan eingearbeitet sind

FMEA “Überarbeitung”

vergleiche PPAP (Auswahl)

• neue Gesetze oder Zulassungsbedingungen

• neue Anforderungen an das Produkt oder neuer Anwendungsbereich

• geänderte Prozesse

• neue Standorte für die Produktion

• im Rahmen der 8D-Disziplinen

• bei Reklamationen

Ergänzende APQP-Elemente

• Design-Prüfungen

• Designverfizierungsplan

• Prototypen-Kontrollplan

• Flußdiagramm zum Fertigungsprozeß

• Vorserien-Kontrollplan

• Produktions-Kontrollplan

• Arbeitsanweisungen für der Prod.-Prozeß

Zeitpunkt festlegen

FMEAs erstellen vor der

• Festlegung von Systemen

• Prototypenphase

• Auswahl von Materialien

• Auswahl von Prozessen

• Entwicklung von Verpackung

• Entscheidung über Logistik

Optimierung

• Ziel

• Robust Design

• Fähige Prozesse

• Reduzierung von Bedeutung (nur D-FMEA) und Auftreten von Fehlern (Ford: Kritikalität = B x A)

• Fehlervermeidung

• Reduzierung der RPZ = B x A x E

• Fehlerentdeckung