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Prozess-FMEA

Prozess-FMEA

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Die AIAG/VDA Prozess-FMEA wird primär von Produktionsprozess-Entwicklungsteams eingesetzt. Ihr Einsatz dient der Vermeidung von Fehlern bei der Entwicklung von Produktionsprozessen noch vor der Freigabe eines Serienfertigungsprozesses. In der Praxis wird die Methode auch gerne als P-FMEA abgekürzt. Ihr ist die D-FMEA (früher System-FMEA) vorgelagert.

Was ist eine Prozess FMEA?

Die Prozess-FMEA (Fehler Möglichkeits- und Einfluss Analyse vgl. engl: Potential Failure Mode and Effects Analysis) ist eine strukturierte Methode zur systematischen Analyse von Prozessen. Ziel ist die potenziellen Risiken in den Abläufen zu identifizieren und zu bewerten, Maßnahmen abzuleiten um diesen Risiken vorzubeugen oder sie zumindest zu entdecken und dadurch die Qualität und Zuverlässigkeit eines Prozesses sicherstellen.

Wer macht Prozess FMEA?

Die Prozess-FMEA ist eine Standard Anforderung in der automobilen Lieferkette. Wird aber von vielen anderen Branchen wie Maschinenbau, Medizin, Luft- und Raumfahrt, etc. ebenso eingesetzt. Die DIN EN ISO 9001 fordert risikobasiertes Denken. Dieser Forderung kann mit dieser Methode entsprochen werden.

Prozess-FMEA Team

Das FMEA Team wird sinnvollerweise in ein sogenanntes Kernteam und ein erweitertes Team unterteilt.

Kernteam

Typischerweise besteht das Kernteam aus folgenden Mitgliedern:

  • Moderator
  • Konstrukteur
  • Systementwickler
  • Komponentenentwickler
  • Versuchsingenieur
  • Qualitäts-/Zuverlässigkeitsingenieur
  • Produktentwicklungsverantwortliche

Die Vorbereitung der Prozess-FMEA erfolgt durch das Kernteam, sie bereiten die System-Analyse (Schritte 1-3) vor und sind bei den FMEA Besprechungen anwesend. Bei Bedarf wird das Kernteam durch Mitglieder des erweiterten Teams ergänzt. Der FMEA-Moderator übernimmt hierbei die Koordination wer an welcher FMEA-Besprechung teilnimmt.

Erweitertes Team

Das erweiterte Team besteht aus Fachexperten der jeweiligen Bereiche. Diese können unter Anderem sein:

  • Technische Experten
  • Prozess- oder Fertigungsingenieure
  • Serviceingenieur
  • Kundenbeauftragter
  • Lieferant
  • Einkäufer
  • Kunde
  • Experten für funktionale Sicherheit
  • Produktsicherheitsbeauftragter (PSCR)
  • und weitere Experten die mit Fachwissen das Design-FMEA Kernteam unterstützen können

Die Möglichkeiten zur Qualifikation der Teammitglieder in der Methode der Fehler Möglichkeits und Einflussanalyse finden Sie in unserer Übersicht der
FMEA Trainings >>

Oder einzeln eine direkte Übersicht der angebotenen Trainings, entweder als offenes Training oder als Inhouse Training bei Ihnen vor Ort, zugeschnitten auf Ihre Bedürfnisse:

FMEA Team Rollen und Verantwortlichkeiten

Innerhalb des Produktentstehungsprozesses sollen bestimmte Rollen und Verantwortlichkeiten für die Teammitglieder zugewiesen sein. Dabei können einem Teammitglied mehrere Rollen / Verantwortlichkeiten zugeteilt werden und genauso können Verantwortlichkeiten einer Rolle auf mehrere Teammitglieder verteilt werden.

Management

Das Management verteilt die Aufgaben und Verantwortlichkeiten innerhalb des FMEA-Teams und trägt die Verantwortung für die Auswahl, Bereitstellung und der Verteilung der notwendigen Ressourcen.
Es hat die Entschidungsbefugnis für die Akzeptanz der ermittelten Risiken, bzw. die Festlegung der notwendigen Maßnahmen und stellt die Erstellung und Pflege der Prozess-FMEA sicher.

Das Management trägt die Budgetverantwortung

Und es unterstützt direkt das FMEA-Team durch kontinuierliche Reviews und Beseitigung von eventuellen Hindernissen

Technische Leitung

Die technische Leitung trägt die Verantwortung für die technisch fachlichen und vollständigen Inhalte der Prozess-FMEA.
Sie bereitet die Wirtschaftlichkeitsberechnung für technische und finanzielle Entscheidungen vor und definiert die zu betrachtenden Elemente, die Funktionen, Anforderungen und Schnittstellen. Dafür beschafft sie auch die notwendigen Dokumente und Informationen wie z.B. Normen und technische Standards. Sie stellt sicher das die lessons learned berücksichtigt werden und in die Prozess-FMEA einfliessen

FMEA-Moderator

Der FMEA-Moderator koordiniert und organisiert die FMEA-Projekte und löst auftretende Konflikte.
Er arbeitet mit bei der Bildung des FMEA-Teams, bei der Vorbereitung des groben Ablaufplans und bei der Einberufung der ersten Teamsitzung, sowie bei der Vorbereitung von Entscheidungsgrundlagen.
Er entwickelt gemeinsam mit den Fachbereichen die unternehmensspezifischen Bewertungstabellen zusammen mit Beispielen aus dem eigenen Unternehmen
Er bringt die Methodenkompetenz für die FMEA-Methode mit und vermittelt diese an die Teilnehmer und leitet die Ausführung der sieben Schritte zur Erstellung der FMEA.
Er moderiert die Prozess-FMEA Teamsitzungen und bereitet falls notwendig die Zusammenfassung der Teamsitzungen vor.

Kernteammitglieder

Die Kernteammitglieder bringen ihr Wissen zu relevanten Produkt- und Prozesserfahrungen, unter Anderem auch aus bestehenden FMEA’s mit ein. Sie sammeln und verarbeiten die notwendigen Informationen zum Produkt und zum Herstellprozess und nehmen den FMEA-Besprechungen teil.
Sie arbeiten an den Wirtschaftlichkeitsberechnungen mit und arbeiten die lessons learned in die FMEA mit ein.

Erweitertes Team

Das erweiterte FMEA-Team beschafft zusätzlich notwendige Informationen zu speziellen Themen wie auch zu dem betrachteten Produkt und arbeitet mit an der Vorbereitung der Wirtschaftlichkeitsberechnungen

Prozess-FMEA Aufgabenzuweisung

In jedem der sieben Schritte der Prozess-FMEA fallen die unterschiedlichsten Aufgaben an. Das FMEA-Team muss sicherstellen das dieses Aufgaben termingerecht und wirksam umgesetzt werden.
Die FMEA ist häufig Gegenstand von Audits, sowohl von Kunden, externen Zertifizierungsauditoren oder internen Auditoren. Das FMEA Team sollte jederzeit dazu in der Lage sein einen Review der Risikoanalyse durchzuführen und die Umsetzung der festgelegten Maßnahmen nachweisen zu können.

Prozess-FMEA Werkzeuge

Es gibt verschiedene Möglichkeiten eine Prozess-FMEA durchzuführen. Viele Unternehmen bedienen sich einer FMEA-Software, andere wiederum verwenden das „einfache“ Excel FMEA Formblatt. Dabi gilt: Je komplexer die Produkte, desto sinnvoller und wirtschaftlicher wird der Einsatz einer datenbankbasierten FMEA-Software.

Prozess-FMEA Vorgehensweise

Der Ablauf dieser Risikoanalyse Methode umfasst sieben Schritte und bietet bei konsequenter Anwendung ein hohes Maß an Vollständigkeit und dient dabei zusätzlich der Dokumentation der technischen Risikoanalyse. Im Folgenden beschreiben wir die einzelnen Schritte der FMEA genauer.

Prozess-FMEA 7 Schritte

Planung und Vorbereitung

In der Planungsphase (Schritt 1) wird der Grundstein für die effiziente Umsetzung gelegt. Der Analyseumfang wird klar abgegrenzt und der Entscheidungs-/ bzw. Risikoeskalationsprozess wird definiert. Zeiten und Ressourcen werden in Übereinstimmung mit dem Projektterminplan eingeplant. Durch den Projektleiter oder den FMEA-Moderator werden die Informationen aus der Design-FMEA (auch Konstruktions-FMEA oder Produkt-FMEA genannt) zusammengestellt und für die Bearbeitung der Prozess Risikoanalyse bereitgestellt.

Bei der Teamzusammensetzung wird durch den multisziplinären Ansatz sichergestellt das die notwendigen Kompetenzen in den Risikoanalyse-Prozess eingebunden sind. Im Band gibt es sowohl für die D-FMEA als auch die P-FMEA Beispiele für eine sinnvolle Zusammensetzung. Der Fokus liegt hier darauf das die notwendigen Kompetenzen vertreten sind. Mehrere Kompetenzen können auch durch ein und dieselbe Person abgedeckt werden. Immer in Abhängigkeit von Größe und Komplexität des Unternehmens.

Als Merkhilfe was in diesem Schritt alles erledigt werden muss, wurden hier die 5Z festgelegt:

  • Zweck
  • Zeitplan
  • TeamZusammensetzung
  • AufgabenZuweisung
  • WerkZeuge
FMEA Planung

Strukturanalyse

Im Schritt 2, der Strukturanalyse, werden bei der Prozess-FMEA alle Elemente des Produktentstehungsprozesses, grafisch in einer Baumstruktur logisch verknüpft dargestellt. Schnittstellen und Wechselwirkungen, wie zum Beispiel Montageabfolgen werden gekennzeichnet und hervorgehoben.

Diese Baumstruktur dient als Basis für die nächsten Schritte, die Funktions- und Fehleranalyse.

Prozess-FMEA Strukturanalyse

Funktionsanalyse

Im Schritt 3, der Funktionsanalyse wird jedem Element aus der Systemstruktur mindestens eine, oder mehrere Funktionen zugeordnet. Diese können mittels Anwendung der W-Fragen ermittelt werden. Ergebnis daraus ist das Funktionsnetz, das wiederum die Basis für den nächsten Schritt, die Fehleranalyse darstellt.

Prozess-FMEA Funktionsanalyse

Fehleranalyse

Im Rahmen der Fehleranalyse, Schritt 4, werden alle Funktionen mit mindestens einem, oder mehreren potenziellen Fehlern belegt. Die Betrachtung beinhaltet zufällige und systematische Fehler während des Prozesses.

Für die Fehlerfolge sind dabei unterschiedlichen Sichtweisen (nächster Prozessschritt, beliefertes Werk und Produktbenutzer, also Endkunde) zu berücksichtigen. Für die Fehlerursache sind mindestens die 4M (Mensch, Maschine, Material und Mitwelt) zu betrachten. Für weitergehende Ursachenanalysen bieten sich Werkzeuge wie das Ursache-Wirkungs-Diagramm (Ishikawa Diagramm) an.

In diesem Schritt erfolgt auch die endgültige Festlegung und Kategorisierung der besonderen Merkmale. Ergebnis daraus ist das Fehlernetz, das wiederum die Basis für den nächsten Schritt, die Risikoanalyse darstellt.

Prozess-FMEA Fehleranalyse

Risikoanalyse

Im Schritt 5, der Risikoanalyse der P-FMEA werden

  • den Fehlerursachen bereits vorhandene oder geplante Vermeidungsmaßnahmen zugeordnet
  • den Fehlerarten oder Fehlerursachen bereits vorhandene oder geplante Entdeckungsmaßnahmen zugeordnet

Unter Berücksichtigung der Maßnahmen, werden anschließend, anhand des Bewertungskatalogs,

  • die Bedeutung (B) der Fehlerfolge,
  • die Auftretenswahrscheinlichkeit (A) der Fehlerursache und die
  • Entdeckungswahrscheinlichkeit (E) der Fehlerursache oder der Fehlerart

bewertet. Die für die Fehlermöglichkeits – und Einfluss-Analyse verwendeten Bewertungskriterien sind individuell in einem Bewertungskatalog festzulegen. Ein Beispiel wie dieser Katalog aussehen könnte, liefert der VDA Band:

Prozess-FMEA Risikoanalyse
P-FMEA Bewertungskatalog Bedeutung Vorlage Download

Download Für Mitglieder:
Vorlage P-FMEA Bewertungskatalog Bedeutung

P-FMEA Bewertungskatalog Auftreten Vorlage Download

Download Für Mitglieder:
Vorlage P-FMEA Bewertungskatalog Auftreten

P-FMEA Bewertungskatalog Entdeckung Vorlage Download

Download Für Mitglieder:
Vorlage P-FMEA Bewertungskatalog Entdeckung

P-FMEA Bewertungskatalog AP-Matrix Vorlage Download

Download Für Mitglieder:
Vorlage P-FMEA Bewertungskatalog AP-Matrix

Danach wird die Aufgabenpriorität (AP) anhand der AP-Matrix ermittelt. Die Ermittlung der RPZ (Risiko-Prioritäts-Zahl) ist nicht mehr nötig. Die Aufgabenpriorität ist die Grundlage für den nächtsen Schritt, die Optimierung.

Optimierung

Im Schritt Optimierung wird die Aufgabenpriorität zugrunde gelegt. Dabei gilt:

  • Priorität Hoch (H): Es müssen Maßnahmen festgelegt werden um das Risiko zu reduzieren, oder es muss eine Begründung beschrieben sein, warum keine Maßnahmen ergriffen werden.
  • Priorität Mittel (M): Es sollten Maßnahmen festgelegt werden um das Risiko zu reduzieren, oder es sollte eine Begründung beschrieben sein, warum keine Maßnahmen ergriffen werden.
  • Priorität Niedrig (N): Es können zusätzliche Maßnahmen festgelegt werden um das Risiko zu reduzieren.

Der AIAG/VDA FMEA Standard gibt an dieser Stelle noch den Hinweis, dass bei einer Bedeutung von 9 und 10 zusammen mit einer hohen oder mittleren Aufgabenpriorität, eine Begutachtung des Risikos, zusammen mit den empfohlenen Maßnahmen, durch das Management erfolgen soll.

Basierend auf der Aufgabenpriorität, werden nun Maßnahmen zur Risikoreduzierung, inklusive Verantwortlichkeiten und Terminen für die Umsetzung festgelegt und deren Durchführung überwacht.

Die festgelegten und umgesetzten Maßnahmen werden dokumentiert, zusammen mit den Nachweisen der Wirksamkeitsprüfung der jeweiligen Maßnahme. Anschließend wird eine Neubewertung des Risikos vorgenommen.

FMEA Optimierung

Ergebnisdokumentation

Im Schritt Ergebnisdokumentation bzw. Risikokommunikation wird der gesamte Prozess-FMEA Prozess zusammengefasst und dokumentiert. Dabi wird deutlich hervorgehoben, dass bestimmte Risiken kommuniziert und teilweise eskaliert werden müssen, um eine Entscheidung auf Geschäftsleitungsebene respektive Kundenebene herbei zu führen. Diese Vorgehensweise deckt sich mit dem Ansatz des Risiko basierten Denkens der ISO 9001 und der IATF 16949. Der VDA stellt hierfür eine Excel Vorlage für das FMEA Formblatt (alle FMEA-Arten) bereit, für die Unternehmen die nicht mit einer FMEA-Software arbeiten.

FMEA Dokumentation

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