Wissen und Erfahrung methodisch vereinen – Teil 2 von 3

Im Teil 2 von „Wissen und Erfahrung methodisch vereinen“ wird gezeigt, wie die FMEA-Methode bei der Produktentwicklung softwaregestützt und zielgerichtet eingesetzt werden kann.

Grundlage der Design-FMEA sind das gewählte Designkonzept, der Projektplan mit Meilensteinen sowie die Produktanforderungen wie Funktionen, Lebensdauer und Herstellbarkeit.

Am Ende der Design-FMEA sind die technischen Anforderungen nachgewiesen, Risiken und besondere Merkmale identifiziert und in technischen Unterlagen dokumentiert. Diese bilden die Basis für die anschließende Prozess-FMEA (Teil 3).

Ihr habt den ersten Artikel der Reihe verpasst? Kein Problem, den findet ihr hier.

Autor: Alexander Böck

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Aufbau eines Baukastensystems

Um ein effizienten Baukasten aufzubauen, muss zu Beginn festgelegt werden, wie die Struktur des FMEA-Systems aber auch der Inhalt des einzelnen Bausteins für das Unternehmen „entwicklungsgerecht“ gestaltet wird.

Ein möglicher Schritt ist die Bildung von Basis D-FMEAs von standardisierten Funktionsteilen und -baugruppen, die dann als Bausteine zum Aufbau der Struktur eingesetzt werden. Zusätzlich steht das bereits enthaltene Wissen für die Entwicklung eines neuen Produkts von Beginn an zur Verfügung.

Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von Basis D-FMEAs für Produkte, die aufgrund ihres ähnlichen Designs zu einer Produktgruppe zusammengefasst werden können. 

Die Wahl des Systems hängt in der Regel vom Produktportfolio ab, d.h. wie sich die Produkte von einander unterscheiden und auf welcher Ebene es sinnvoll ist das Wissen zusammenzuführen. 

Aufbau von Funktionsbaum und Fehlernetz

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die standardisierte Beschreibung von Funktionen und Fehler. 

Auf der obersten Funktionsebene, die auch die potenziellen Fehlerfolgen beinhaltet, fließen die Erwartungen an das Produkt als Schnittstelle zum Kunden ein. Es sollte dabei zumindest auf 2 Kategorien von Kunden unterteilt werden; z. B. der Endnutzer und die eigene Montage und Fertigung. 
Die oberste Ebene ist idealerweise vom Inhalt so aufgebaut, dass sie übergreifend bei allen Produkten als auch weiterführenden P-FMEAs eingesetzt werden kann. 
Es ist empfehlenswert die Funktionsbezeichnung so auszuwählen, sodass mehrere Fehlfunktionen oder Fehlerfolgen der Funktion zugeordnet werden können wie z.B. „Festigkeitsanforderungen/ Lebensdauer gemäß Spezifikation sichergestellt“, dazu zugeordnete Standard-Fehlerfolgen wie „Festigkeitsanforderungen/ Lebensdauer aufgrund von Verschleiß nicht erfüllt“ und „… aufgrund von Montagefehler nicht erfüllt“.

Bei der mittleren Ebene, die die Funktionen und Fehlfunktionen des Produkts auf Bauteilebene betrachtet, ist ebenfalls ratsam bei einer Funktion den Fehler zu diversifizieren. „Funktion Gleitlager ist entsprechend der Anforderungen sichergestellt“, kann z.B. in folgende Fehler untergliedert werden, „Reibungswiderstand im Gleitlager ist zu gering“, und „Reibungswiderstand im Gleitlager ist zu hoch“.

An der untersten Ebene, bei den spezifischen Merkmalen und Fehlerursachen, macht es ebenfalls Sinn über Kategorien die Funktion/Merkmal zu beschreiben, wie z.B. „Werkstoffspezifische Eigenschaften sind entsprechend der Anforderungen sichergestellt“, mit den zugehörigen Fehlern „Elektromagnetische Eigenschaften sind entsprechend der Anforderungen nicht sichergestellt“ und „Chemische Eigenschaften sind …..“, „thermische Eigenschaften …“. 

Beim abschließenden Erstellen des Funktionsbaum und Fehlernetzes ist die Einhaltung eines Standards, welche Funktion oder Fehler auf den unterschiedlichen Ebenen miteinander verknüpft werden, zwingend erforderlich.

Nutzung von standardisierten Vermeidungs-  und Entdeckungsmaßnahmen:

Mit der Festlegung der Validierungsumfänge der einzelnen Musterständen kommen der Projektterminplan und die Meilensteine zur Anwendung. Die Meilensteine sind Teil der Standardisierung und können in die Basis-FMEA als Abschluss für die phasenrelevanten Qualifizierungsumfänge genutzt werden. 

Bei einem Entwicklungsprojekt werden, nach dem Zusammenfügen der produktrelevanten  Bausteine, die zugehörige Projektdaten, wie Termin, Verantwortliche, Fälligkeiten bei den Meilensteinen hinterlegt. Entsprechend dieser Daten werden die Fälligkeiten der bereits standardisierten Qualifizierungsumfänge datiert. 

Wichtig ist noch anzumerken, ein gut gepflegter Standard hilft für zukünftige Projekte!

Zu Beginn eines Entwicklungsprojekts kann es von großen Nutzen sein, wenn das produktverantwortliche Projektteam die Risikoanalyse kritisch reviewed und die daraus gewonnenen Informationen aus den Vorprojekten in die Abläufe oder ins Produktdesign miteinfliessen lässt. 

Bedingung für den wertvollen Wissenspeicher ist die sorgfältige Pflege der FMEA- Dokumentation!

Ablage der FMEA – Daten

Um diesen durchaus wertvollen Wissensspeicher zu erschaffen und auch richtig und effizient  nutzen zu können, wird von Beginn an die Verwendung einer FMEA-Software empfohlen. Um jedoch die geeignete FMEA Software zu beschaffen wird geraten, den grundsätzlichen Aufbau des Standards und die abteilungsübergreifende Nutzung der FMEA Methode im Unternehmen vorab zu definieren.

Mit den standardisierten Begriffen für Funktionen und Fehler können in den meisten FMEA-Apps Kataloge erstellt werden, die beim Erstellen einer FMEA erheblich zeitlichen Aufwand reduzieren. Wenn mit dem Baukastensystem gearbeitet wird, kann mit Hilfe der standardisierten Bezeichnungen der Funktionen und Fehler der Aufwand bei der Erstellung der FMEA Struktur deutlich reduziert werden.

Fazit

Mit der Standardisierung der FMEA Methode, kann der zeitliche Aufwand bei der Erstellung erheblich reduziert, aber auch der Fokus auf die Risiken abseits des Standards gerichtet werden. Als weiterer nicht unerheblicher Nutzen fungiert die FMEA als Wissenspeicher zur langfristigen Sicherung des Firmen-Know Hows. 

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