Fehler-Möglichkeiten- und Fehler-Einfluss-Analyse (FMEA)FMEA-Methode einsetzen – Vorteile, Ziele, Tipps

Aufgrund von Vorgaben zur Produkthaftung und Anforderungen der Kunden müssen Unternehmen regelmäßig eine Fehler-Möglichkeiten- und Fehler-Einfluss-Analyse (FMEA) durchführen. Damit Fehler, Mängel, Defekte oder Risiken minimiert oder ausgeschlossen sind, ist die Methode FMEA weitgehend standardisiert.

Vorteile der FMEA-Methode

Die Fehler-Möglichkeiten- und Fehler-Einfluss-Analyse, die Failure Mode and Effects Analysis oder kurz: FMEA ist eine wichtige und hilfreiche Methode im Qualitätsmanagement. Mit der FMEA-Methode lassen sich bereits in einer frühen Phase der Produkt- oder Prozessplanung mögliche Fehlerquellen und Fehlerursachen identifizieren, beseitigen oder zumindest eingrenzen.

Nicht zuletzt deshalb ist sie in manchen Branchen, insbesondere in der Automobilindustrie, zu einem unverzichtbaren Bestandteil des vorbeugenden Qualitätsmanagements geworden.

Die FMEA-Methode bringt folgende Vorteile mit sich:

  • Risiken und Fehler-Möglichkeiten erkennen, die mit Produkten oder mit Prozessen im Unternehmen verbunden sind
  • Produkte von vornherein so entwickeln, dass möglichst keine Fehler, Qualitätsmängel oder Schäden entstehen
  • Anforderungen an Funktionsfähigkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit erfüllen
  • Gewährleistungsfälle oder Haftungsansprüche minimieren
  • Prozesse so gestalten, dass sie reibungsfrei funktionieren und es zu keinen Störungen im Ablauf kommt
  • Kosten für die Qualitätssicherung, Nachbearbeitung und Fehlerbeseitigung vermeiden oder verringern

FMEA, Fehler-Möglichkeiten- und Fehler-Einfluss-Analyse (FMEA)

Die Fehler-Möglichkeiten- und Fehler-Einfluss-Analyse wird meist in der Form FMEA abgekürzt. Der englische Begriff dafür ist: Failure Mode and Effects Analysis. Teilweise wird auch von der Failure Mode and Effects and Criticality Analysis (FMECA) gesprochen.

Mit FMEA werden Produkte und Prozesse schon in ihrer Konzeptions- und Entwicklungsphase daraufhin durchleuchtet, wo und wodurch technische Fehler oder Defekte entstehen könnten. Diese werden mit FMEA identifiziert, eingegrenzt und bewertet. Damit können Sie später bei der Prozessdurchführung und Produktherstellung vermieden werden.

Für die Bewertung der möglichen Fehler wird eine Kennzahl ermittelt aus:

  • Wahrscheinlichkeit, dass der Fehler entsteht,
  • Aufwand für das Erkennen des Fehlers und
  • Bedeutung für den Kunden (Unzufriedenheit oder Gefahr).

Welche Arten von FMEA gibt es?

Immer wenn neue Produkte oder Prozesse im Unternehmen eingeführt werden oder wenn bestehende überarbeitet und geändert werden, sollten im Rahmen einer FMEA Qualitätsrisiken identifiziert und bewertet werden. In einer frühen Phase der Planung wird das Produkt als Ganzes mit der FMEA-Methode analysiert. In der späteren Phase der Konstruktion werden dann einzelne Komponenten des Produkts analysiert.

Außerdem kann die Fehler-Möglichkeiten- und Fehler-Einfluss-Analyse für Prozesse durchgeführt werden. Dann liegt der Fokus auf den Fehlern und Risiken, die im Prozessablauf entstehen können. Wenn Produkt und Prozesse, die miteinander verknüpft sind, gemeinsam mit FMEA analysiert werden, wird das gesamte System betrachtet.

Man unterscheidet folgende Arten der FMEA:

System-FMEA für komplexe Systeme

Sie bestehen aus mehreren Maschinen, Anlagen, Prozessen oder Produkt-Dienstleistungsbündeln

Design-FMEA für neue Produkte

Sie werden konzipiert, geplant und entwickelt werden, mit neuen Materialien, Funktionen und Komponenten.

Konstruktions-FMEA für Produkt-Komponenten

Hier handelt es sich um Baugruppen, Bauteile oder einzelne Merkmale von Produkten, die neu entwickelt oder überarbeitet werden.

Prozess-FMEA für neue Produktionssysteme oder Fertigungslinien

Sie bestehen aus Anlagen, Maschinen, Werkzeugen, Vorrichtungen und Arbeitsvorgängen.

Auch wenn bestehende Produkte geändert oder in anderen Anwendungsbereichen eingesetzt werden, kann die FMEA Aufschluss darüber geben, wo Fehler auftreten könnten und wo Risiken verborgen sind.

Besonders wichtig ist sie dann, wenn es sich bei den betrachteten Produkten und Prozessen um problematische oder besonders sicherheitsrelevante Komponenten in der Produktion und im Produktprogramm handelt. Dies betrifft dann auch Aspekte der Produkthaftung. Hier ist die FMEA ein wichtiger Bestandteil des Risikomanagement-Systems.

Entwicklung, Standardisierung und Normierung der FMEA

Bereits seit Ende der 1940er-Jahre wurde die FMEA in den USA entwickelt. Eine breite Anwendung erfuhr sie, nachdem die großen Automobilhersteller Ford, General Motors und Chrysler diese Methode bei sich selbst einsetzten, um die Qualitätsprobleme in den Griff zu bekommen. Sie zwangen dann auch ihre Zulieferer, diese Methode in ihrem Qualitätsmanagement zu nutzen.

Seither gab es immer wieder unterschiedliche Bestrebungen, die Methode FMEA zu standardisieren und zu normieren. Beispiele aus der Vergangenheit sind die QS-9000 FMEA, Band 4: Produkt- und Prozess-FMEA des Verbands der Automobilindustrie (VDA), die DIN 25448 oder der Entwurf zur DIN EN 60812 unter dem Stichwort „Fehlzustandsart- und ‑auswirkungsanalyse“.

Toyota entwickelte ergänzend eine FMEA, die speziell bei Produktänderungen eingesetzt wird. Sie ist als Design Review Based on Failure Mode (DRBFM) bekannt.

Inzwischen wird die Methode FMEA in fast allen Branchen angewendet. Seit 2019 gibt es das FMEA-Handbuch des AIAG und des VDA als Quasi-Standard in der Automobilindustrie. In der Lebensmittelindustrie ist FMEA auf die dort wichtigen Spezifika angepasst und als Hazard Analysis and Critical Control Points-Konzept (HACCP) standardisiert.

Die Durchführung der FMEA wird im Rahmen der DIN EN ISO 9000, VDA 6.1, IATF 16949 und des Produkthaftungsgesetzes empfohlen oder sogar gefordert. Und selbst in einigen Dienstleistungsbranchen wird sie eingesetzt, insbesondere wenn es um die Gestaltung des Kundenkontakts geht.

Praxis

Klären Sie, ob und in welchem Zusammenhang Sie in Ihrem Unternehmen die Methode FMEA bereits einsetzen. Halten Sie fest:

  • Welche Normen oder Branchenvorgaben sind für Ihr Unternehmen maßgeblich?
  • Welchen Standard zur FMEA setzen Sie demnach ein?
  • Welche Kunden erwarten den Einsatz der FMEA – zum Beispiel durch Qualitätssicherungsvereinbarungen?
  • Für welche Aufgaben, Projekte oder Prozesse spielt die FMEA eine Rolle?
  • In welchen Fachabteilungen wird sie genutzt?
  • Welche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter haben Kompetenzen und Erfahrungen mit der Methode FMEA?

Falls FMEA in Ihrem Unternehmen bereits eingesetzt und genutzt wird, können Sie den bisherigen Stand und die Aktivitäten, die damit verknüpft sind, in der folgenden Vorlage dokumentieren.

In der Vorlage ist die Vorgehensweise zur FMEA ausführlich und Schritt für Schritt erläutert. Darum geht es auch in den folgenden beiden Abschnitten des Handbuch-Kapitels. Zunächst erfahren Sie, was Sie im Vorfeld vorbereiten und planen müssen; anschließend wird die Methode FMEA für die Anwendung erklärt.