Fehler-Möglichkeiten- und Fehler-Einfluss-Analyse (FMEA)Mit FMEA Fehlerursachen erkennen und bewerten

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.

Mit FMEA Fehler von vornherein vermeiden

Die Fehler-Möglichkeiten- und Fehler-Einfluss-Analyse, die Failure Mode and Effects Analysis oder kurz: FMEA ist eine wichtige und hilfreiche Methode im Qualitätsmanagement. Damit lassen sich bereits in einer frühen Phase 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.

FMEA hilft:

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


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

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 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). Es gibt drei Arten der FMEA: für komplexe Systeme, einzelne Prozesse und Produkte.

Qualitätsrisiken identifizieren

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. Das betrifft insbesondere die Entwicklung oder Veränderung von:

  • komplexe Systeme: bestehend aus mehreren Maschinen, Anlagen oder Produkt-Dienstleistungsbündeln
  • neue Produkte: die konzipiert, geplant und entwickelt werden, mit neuen Materialien, Funktionen, Komponenten
  • Produkt-Komponenten: Baugruppen, Bauteile oder einzelne Merkmale von Produkten und die neu entwickelt oder überarbeitet werden
  • neue Produktionssysteme oder Fertigungslinien: bestehend aus Anlagen, Maschinen, Werkzeugen, Vorrichtungen, 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.

Hinweis: Produkthaftung

Ausführliche Erläuterungen zur Produkthaftung und Gründe, warum gerade dafür die FMEA wichtig ist, finden Sie im Handbuch-Kapitel zur Produkthaftung.

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.

Die Unternehmen streben seither an, dass die Methode FMEA möglichst standardisiert ist. Das erreichten sie zunächst mit der QS-9000 FMEA. Der Verband der Automobilindustrie (VDA) entwickelte diese weiter und veröffentlichte ebenfalls einen Standard, beschrieben in Band 4: Produkt- und Prozess-FMEA. Toyota entwickelte eine änderungsfokussierte FMEA, die heute als Design Review Based on Failure Mode-Methodik (DRBFM) bekannt ist. Nachdem die QS-9000 Standards nicht mehr aktuell sind, wurde die Automotive Industry Action Group (AIAG) als Herausgeber der AIAG-FMEA gewählt. Nun soll die FMEA des VDA und der AIAG harmonisiert werden. Entsprechende Entwürfe wurden erarbeitet und sollen im Mai 2018 verabschiedet werden. Die Deutsche Gesellschaft für Qualität (DGQ) beschreibt die Methode FMEA in ihrem Band 11-13 von 2012.

Für die FMEA gibt es also (noch) einige Standards und Normen je nach Branche und Anwendungskontext. Eine allgemeine Normierung erfolgte 1980 durch die DIN 25448 unter dem Stichwort „Ausfalleffektanalyse“'. Diese Norm wurde 2006 und 2015 aktualisiert durch die DIN EN 60812 unter dem Stichwort „Fehlzustandsart- und ‑auswirkungsanalyse“.

Inzwischen wird die Methode in fast allen Branchen angewendet. In der Lebensmittelindustrie ist sie auf die dort wichtigen Spezifika angepasst und als Hazard Analysis and Critical Control Points-Konzept (HACCP) ebenfalls standardisiert. Die Durchführung der FMEA wird im Rahmen der DIN EN ISO 9000, VDA 6.1, ISO/TS 16949 und des Produkthaftungsgesetztes 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.