Prozess FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)

Frühzeitiges Erkennen und Vermeiden von Produktionsfehlern und Qualitätsmängeln

Die Prozess-FMEA ist eine bewährte Methode, um einen Produktionsprozess bereits in der Phase der Anlagenplanung und -konzeptionierung auf mögliche Fehlerursachen zu untersuchen. So können die Fehlerursachen mit geeigneten Maßnahmen vermieden oder deren Entdeckung durch Test- und Prüfoperationen garantiert werden.

Durchführung der Prozess-FMEA

Bei der Durchführung der Prozess-FMEA wird ein geplanter Prozess in alle Teilprozesse zerlegt und das Auftreten von Fehlern durch alle am Prozess beteiligten Betriebsmittel, Anlagenkomponenten, Bauteile und Personen nacheinander durchgespielt, unter der Grundannahme, dass der Fehler auftreten kann.

Die Durchführung einer FMEA erfolgt häufig mit der dafür speziell entwickelten Software und unter Anleitung von Spezialisten oder externer Moderation.

Bewertung von Fehlern

Auftretende Fehler werden hierbei hinsichtlich der Bedeutsamkeit der Auswirkung (B-Wert von 1: "unbedeutender Fehler" bis 10: "unmittelbare Gefahr für Leib und Leben"), deren Auftretenswahrscheinlichkeit (A-Wert von 1: "unwahrscheinlich" bis 10: "unbekannt/ fast immer"), sowie Entdeckungswahrscheinlichkeit (E-Wert von 1: "sehr hoch" bis 10: "schlecht/ unbekannt") nominell bewertet. Der aus dem Produkt von BxAxE ermittelte RPZ- Wert (Risikoprioritätszahl) wird anhand unterschiedlicher Ansätze in Bereiche kategorisiert (Siehe Bild).

Alle Operationen im grünen Bereich sind aufgrund des geringen Risikos für die Produktion erträglich. Diese werden mit einer ausreichend hohen Wahrscheinlichkeit durch die prozessinternen Test- und Prüfoperationen erkannt und mit einem erträglichen Maß an Nacharbeit behoben.

Alle Operationen im gelben Bereich weisen ein gewisses Risiko auf, welches durch eine Verbesserung der Vermeidungs- oder Entdeckungsmaßnahmen derart gesenkt werden sollte, dass es sich nach einer Neubewertung auf Basis der verbesserten Maßnahmen im grünen Bereich befindet.

Operationen im roten Bereich können für die Produktion nicht akzeptiert werden. Es ist tatsächlich nicht immer möglich, alle Operationen aus dem gelben in den grünen Bereich zu bewegen. Es verbleibt ein Restrisiko, welches Dank der Durchführung der FMEA jedoch beherrschbar ist, da es ausreichend bekannt und abschätzbar ist. Ein mögliches verbleibendes Restrisiko kann z. B. das Aufkommen eines Fehlers sein, der erhebliche Nacharbeit in der Produktion nach sich zieht, jedoch hinreichend unwahrscheinlich ist.

Ableiten von Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnehmen

Risiken für das Auftreten von Fehlern gilt es grundsätzlich zu vermeiden. Die Maßnahmen, die zur Fehlervermeidung eingeplant und umgesetzt werden können, erstrecken sich über die gesamte Bandbreite der Anlagentechnik und beginnen bereits im Design von Bauteilen im Rahmen der Produktentwicklung. Wenn die FMEA früh genug durchgeführt wird, also vor oder während der Produktentwicklung, können durch Rückschlüsse zur Entwicklung auch hier Maßnahmen greifen und zur Fehlervermeidung beitragen.

Ein einfaches Beispiel ist die asymmetrische Gestaltung von Bauteilen oder die Gestaltung von eindeutigen physischen Produktmerkmalen, um dem Verbau in falscher Orientierung entgegen zu wirken. Diese Merkmale können durch geeignete Anlagentechnik (z. B. optisch) abgefragt werden, um ein Auflegen der Bauteile auf einen Werkstückträger in korrekter Orientierung sicher zu stellen. Weitere Beispiele von möglichen Maßnahmen finden sich unter Qualitätssicherungsmaßnahmen.