Die FMEA — Fehlermöglichkeits- und Einfluss-Analyse Wichtig in allen Bereichen

Manage­m­ent­zu­sam­men­fas­sung die­ses Bei­trags:
Die FMEA — → Feh­ler-Mög­lich­keits- und Ein­fluss-Ana­ly­se — dient der Vor­her­sa­ge von mög­li­chen Schwach­stel­len von Pro­duk­ten oder → Dienst­leis­tun­gen und wird als Teil­dis­zi­plin dem → Qua­li­täts­ma­nage­ment wie auch dem → Risi­ko­ma­nage­ment zuge­ord­net.
In die­sem Bei­trag wird die FMEA vorgestellt.

Die FMEA — Feh­ler-Mög­lich­keits- und Ein­fluss-Ana­ly­se (eng­lisch Fail­ure Mode and Effects Ana­ly­sis) — ist ein Ver­fah­ren zur Vor­her­sa­ge mög­li­cher Schwach­stel­len und deren Aus­wir­kung in noch zu erstel­len­den Pro­duk­ten (oder Dienstleistungen).

In der FMEA wer­den die poten­zi­el­len Feh­ler, die poten­zi­el­len Fol­gen des Feh­lers und die poten­zi­el­len Feh­ler­ur­sa­chen ermit­telt und erfasst.

1. Einleitung und Grundlagen

Die FMEA wird durch weni­ge zen­tra­le Ele­men­te beschrie­ben. Die­se wer­den hier — neben den Defi­ni­tio­nen — benannt und beschrieben.

Es sind im Einzelnen:

• Die sie­ben Schrit­te der FMEA, die das Vor­ge­hen zur Durch­füh­rung benennen
• Die FMEA-Arten, die zur Unter­schei­dung und ange­pass­ten Vor­ge­hens­wei­se dienen
• Das FMEA-Form­blatt, wel­ches zur Erfas­sung der poten­zi­el­len Schwach­stel­len ver­wen­det wird
• Die Risi­ko­prio­ri­täts­zahl, die das wei­te­re Vor­ge­hen ein­zel­ner Män­gel steuert

1.1 Definitionen

In der Wiki­pe­dia steht zur FMEA /#Wiki-FMEA/:
“FMEA (eng­lisch Fail­ure Mode and Effects Ana­ly­sis, deutsch Feh­ler­mög­lich­keits- und ‑ein­fluss­ana­ly­se oder kurz Aus­wir­kungs­ana­ly­se) sowie FMECA (engl. Fail­ure Mode and Effects and Cri­ti­cal­i­ty Ana­ly­sis) sind ana­ly­ti­sche Metho­den der Zuver­läs­sig­keits­tech­nik. Dabei wer­den mög­li­che Pro­dukt­feh­ler nach ihrer Bedeu­tung für den Kun­den, ihrer Auf­tre­tens­wahr­schein­lich­keit und ihrer Ent­de­ckungs­wahr­schein­lich­keit mit jeweils einer Kenn­zahl bewertet.”

Mög­li­che → Schreib­wei­sen:
Feh­ler­mög­lich­keits- und ‑ein­fluss­ana­ly­se, Feh­ler­mög­lich­keits- und ‑Ein­fluss­ana­ly­se, Feh­ler­mög­lich­keits- und Ein­fluss­ana­ly­se, Feh­ler-Mög­lich­keits- und Ein­fluss-Ana­ly­se
In die­sem Bei­trag wird die fett­ge­druck­te Schreib­wei­se ver­wen­det, da die­se auch in der neue­ren deut­schen Lite­ra­tur /Tietjen20, Pfeuffer21/ zu fin­den ist.

1.2 Die sieben Schritte der FMEA — das generelle Vorgehen

Sei­tens des VDA (Ver­band der Auto­mo­bil­in­dus­trie) wird (seit 2019) fol­gen­des Vor­ge­hen in sie­ben Schrit­ten zur Durch­füh­rung der FMEA vorgeschlagen:

1. Pla­nung und Vorbereitung
2. Struk­tur­ana­ly­se
3. Funk­ti­ons­ana­ly­se
4. Feh­ler­ana­ly­se
5. Risi­ko­ana­ly­se
6. Opti­mie­rung
7. Ergeb­nis­do­ku­men­ta­ti­on

Anmer­kung:
Vor 2019 wur­de eine Durch­füh­rung in 5 Schrit­ten bevor­zugt. Dies ist ent­spre­chend in der älte­ren Lite­ra­tur zu fin­den (Abbil­dung 1.1).

Abbil­dung 1.1: Die Durch­füh­rung der FMEA in fünf Schritten

1.3 Die FMEA-Arten

Die FMEA kann in drei Arten unter­schie­den wer­den (nach /DGQ12/, Abbil­dung 1.2):

1. Sys­tem-FMEA
2. Kon­struk­ti­ons-FMEA
3. Pro­zess-FMEA

Abbil­dung 1.2: Die FMEA-Arten

Anmer­kung:
Häu­fig wer­den die Sys­tem- und die Kon­struk­ti­ons-FMEA zusam­men­fas­sen als “Pro­dukt-FMEA” bezeichnet. 

Die drei Arten sind in Abbil­dung 1.3 tabel­la­risch gegenübergestellt.

Abbil­dung 1.3: Die FMEA-Arten und ihre Besonderheiten

1.4 Das FMEA-Formblatt

Die ein­zel­nen Wer­te der FMEA wer­den in einer Tabel­le (Abbil­dung 1.4) erfasst — die­se Tabel­le wird als FMEA-Form­blatt bezeich­net. Ein sol­ches Form­blatt wird häu­fig mit einem Tabel­len­kal­ku­la­ti­ons­pro­gramm bearbeitet.

Abbil­dung 1.4: Ein FMEA-Form­blatt (Vor­la­ge)

In die­sem Form­blatt gibt es fol­gen­de 18 Felder:

1. ID: Ein­deu­ti­ge Identifikationsnummer
2. Sys­te­me / Merk­mal: Beschreibt das betrach­te­te System
3. Poten­zi­el­le Fehler
4. Poten­zi­el­le Fol­gen des Fehlers
5. Poten­zi­el­le Fehlerursachen
6. Der­zei­ti­ger Stand: Vor­ge­se­he­ne Prüfungsmaßnahme
7. Der­zei­ti­ger Stand: Bedeutung
8. Der­zei­ti­ger Stand: Auftreten 
9. Der­zei­ti­ger Stand: Entdeckung
10. Der­zei­ti­ger Stand: RPZ — Risikoprioritätszahl
11. Emp­foh­le­ne Abstellmaßnahme
12. Ver­ant­wort­li­cher
13. Ver­bes­ser­ter Stand: Getrof­fe­ne Maßnahme
14. Ver­bes­ser­ter Stand: Bedeutung
15. Ver­bes­ser­ter Stand: Auftreten
16. Ver­bes­ser­ter Stand: Entdeckung
17. Ver­bes­ser­ter Stand: RPZ — Risikoprioritätszahl
18. Anmer­kun­gen

1.5 Die Risikoprioritätszahl (RPZ)

Die Risi­ko­prio­ri­täts­zahl (RPZ) ist das Pro­dukt aus …

• der Bedeu­tung B (Aus­wir­kung für den Kunden),
• der Wahr­schein­lich­keit des Auf­tre­tens A und
• der Ent­de­ckungs­wahr­schein­lich­keit vor Aus­lie­fe­rung E.

Die drei Fak­to­ren haben dabei jeweils einen Wert zwi­schen 1 und 10, sodass die RPZ einen Wert von 1 bis 1.000 anneh­men kann. Typi­scher­wei­se ist der Wert 125 die Schwel­le, ab der Maß­nah­men ergrif­fen wer­den müssen.

Die mög­li­chen Inter­pre­ta­tio­nen der RPZ sind in Abbil­dung 1.5 dargestellt.

Abbil­dung 1.5: Die Risi­ko­prio­ri­täts­zahl (RPZ) mit ihren drei Fak­to­ren (Kurz­über­sicht)

2. Die FMEA im Einsatz

Hier wer­den eini­ge kon­kre­te Bei­spie­le des Ein­sat­zes der FMEA wiedergegeben.

3. Die Neuerungen der FMEA seit 2019

Der VDA (Ver­band der Auto­mo­bil­in­dus­trie) hat in 2019 in Zusam­men­ar­beit mit dem AIAG (Auto­mo­ti­ve Indus­try Action Group) eine “neu­es” FMEA-Hand­buch her­aus­ge­bracht /VDA-FMEA-Hand­buch/, wel­ches als “bin­dend” ange­se­hen wer­den kann. In die­sem Hand­buch gibt es eini­ge Neue­run­gen (gegen­über der Alt­fas­sung aus dem Jahr 2012) — die wesent­li­chen sind in Abbil­dung 3.1 zusammengefasst.

Abbil­dung 3.1: Die Neue­run­gen der FMEA ab 2019 (nach VDA und AIAG) 

Im Ein­zel­nen:

• Statt drei FMEA-Arten (Sys­tem-FMEA, Kon­struk­ti­ons-FMEA, Pro­zess-FMEA) gibt es nun zwei: Design-FMEA (DFMEA) und Pro­zess-FMEA (PFMEA). Zudem ist eine Ergän­zung für Moni­to­ring und Sys­tem­re­ak­ti­on (FMEA-MSR) hinzugekommen
• Die fünf Schrit­te zur Durch­füh­rung wer­den um zwei Schrit­te ergänzt, sodass es jetzt sie­ben Schrit­te zur Durch­füh­rung gibt
• Die Risi­ko­prio­ri­täts­zahl (RPZ) wird durch die Action Prio­ri­ty (AP) ersetzt 

Anmer­kung:
Es gibt kei­ne Über­gangs­re­ge­lung / ‑pflicht von der alten auf die neue Fas­sung der FMEA. Bestehen­de, aus­ge­füll­te FMEA-Form­blät­ter müs­sen nicht migriert oder aktua­li­siert werden.

4. Stärken und Schwächen der FMEA

Die FMEA hilft bei der Ermitt­lung von Schwä­chen in Pro­duk­ten. Auf­grund der Ein­fach­heit und Ver­ständ­lich­keit “für jeder­mann” kommt die FMEA häu­fig (in ver­schie­de­nen Kon­tex­ten) zum Ein­satz. Die Stär­ken und Schwä­chen des Ein­sat­zes der FMEA sind hier aufgeführt.

Stär­ken:

• Die FMEA ist ein eta­blier­tes und stan­dar­di­sier­tes Verfahren
• In der Grund­fas­sung kann die FMEA schnell erstellt werden
• Bei Ver­wen­dung von FMEA-Tabel­len / ‑Form­blät­tern wird ein ein­heit­li­ches, für jeder­mann gut ver­ständ­li­ches Bild der Pro­dukt­schwä­chen erzeugt
• Es sind auch spe­zi­el­le Soft­ware-Tools am Markt verfügbar
• Die Ergeb­nis­qua­li­tät ist im All­ge­mei­nen hoch
• Die Ergeb­nis­se sind auto­ma­tisch gut doku­men­tiert und transparent
• Die FMEA ist in vie­len unter­schied­li­chen Berei­chen einsetzbar

Schwä­chen:

• Bei gro­ßen Sys­te­men mit sehr vie­len Ein­trä­gen (von poten­zi­el­len Feh­ler­quel­len) kann die Über­sicht ver­lo­ren gehen
• Der → Auf­wand zur Durch­füh­rung der FMEA ist erheblich
• Exper­ten­wis­sen ist notwendig
• Ohne Mode­ra­ti­on kann das Ergeb­nis man­gel­haft wer­den; daher soll­te ein geschul­ter Mode­ra­tor ein­ge­setzt werden

5. Häufig gestellte Fragen und Antworten (FAQ) zur FMEA

Eini­ge Fra­gen zur FMEA wer­den häu­fig gestellt – die­se wer­den hier wiedergegeben.

• F: Müs­sen Lizenz­ge­büh­ren für die Ver­wen­dung der FMEA gezahlt wer­den?
  A: Nein. Die Nut­zung der FMEA ist kostenfrei.
• F: Kann auf den Ein­satz der FMEA in der Pro­dukt­ent­wick­lung ver­zich­tet wer­den?
  A: Es kommt dar­auf an. Um hohe → Qua­li­tät bei der Erstel­lung eines Pro­dukts nach­zu­wei­sen, kommt häu­fig die FMEA zum Ein­satz. Aller­dings kann man auch ande­re Metho­den verwenden.
• F: Ist der Ein­satz der FMEA auf “tech­ni­sche Dis­zi­pli­nen” wie Auto­mo­ti­ve oder Maschi­nen­bau beschränkt?
  A: Nein. Die FMEA kann in vie­len ver­schie­de­nen Dis­zi­pli­nen ein­ge­setzt werden.
• F: Reicht ein Tabel­len­kal­ku­la­ti­ons­pro­gramm zur Durch­füh­rung der FMEA?
  A: Dies ist nur für “klei­ne­re” Pro­duk­te und Unter­su­chun­gen sinn­voll. Aber einer gewis­sen Grö­ße oder wenn die Ergeb­nis­se “revi­si­ons­si­cher” abge­legt wer­den müs­sen, soll­te ein dedi­zier­tes Soft­ware-Tool zum Ein­satz kommen.

Haben Sie noch wei­te­re Fra­gen oder möch­ten Sie Ergän­zun­gen an der FAQ vor­neh­men? Am bes­ten schrei­ben Sie mir hier­zu eine E‑Mail an: kontakt@peterjohann-consulting.de.

A. Präsentationen, Literatur und Weblinks

A.1 Meine öffentliche Präsentation zur FMEA

• -

A.2 Literatur

1. /Algedri15/ Jamal Alge­dri, Ekke­hart Frie­ling: Human-FMEA – Mensch­li­che Hand­lungs­feh­ler erken­nen und ver­mei­den, Han­ser, Mün­chen 2. Auf­la­ge 2015, ISBN 978–3‑446–44382‑2
2. /DGQ12/ DGQ – Deut­sche Gesell­schaft für Qua­li­tät: FMEA – Feh­ler­mög­lich­keits- und Ein­fluss­ana­ly­se: DGQ-Band 13–11:2012, Beuth, Ber­lin 5. Auf­la­ge 2012, ISBN 978–3‑410–32333‑4
3. /Hering19/ Ekbert Hering, Alex­an­der Schlos­ke: Feh­ler­mög­lich­keits- und Ein­fluss­ana­ly­se: Metho­de zur vor­beu­gen­den, sys­te­ma­ti­schen Qua­li­täts­pla­nung unter Risi­ko­ge­sichts­punk­ten, Sprin­ger Fach­me­di­en, Wies­ba­den 2019, ISBN 978–3‑658–25762‑0
4. /Kamiske14/ Gerd F. Kamis­ke, Hans-Joa­chim Pfeu­fer: FMEA – Feh­ler-Mög­lich­keits- und Ein­fluss-Ana­ly­se, Han­ser, Mün­chen 2014, ISBN 978–3‑446–44253‑5
5. /Kamiske20/ Gerd F. Kamis­ke, Jörg-Peter Brau­er: ABC des Qua­li­täts­ma­nage­ments, Han­ser, Mün­chen 5. Auf­la­ge 2020, ISBN 978–3‑446–44650‑2
6. /Pfeifer21/ Tilo Pfei­fer, Robert Schmitt: Masing Hand­buch Qua­li­täts­ma­nage­ment, Han­ser, Mün­chen 7. Auf­la­ge 2021, ISBN 978–3‑446–46230‑4
7. /Pfeufer21/ Hans-Joa­chim Pfeu­fer: FMEA – Feh­ler-Mög­lich­keits- und Ein­fluss-Ana­ly­se nach AIAG und VDA, Han­ser, Mün­chen 2. Auf­la­ge 2021, ISBN 978–3‑446–46741‑5
8. /Schmitt15/ Robert Schmitt, Tilo Pfei­fer: Qua­li­täts­ma­nage­ment. Stra­te­gien – Metho­den – Tech­ni­ken, Han­ser, Mün­chen 5. Auf­la­ge 2015, ISBN 978–3‑446–43432‑5
9. /Stamatis03/ D. H. Sta­ma­tis: Fail­ure Mode and Effect Ana­ly­sis, Ame­ri­can Socie­ty for Qua­li­ty – Qua­li­ty Press, Mil­wau­kee 2nd Edi­ti­on 2003, ISBN 978–0‑87389–598‑9
10. /Tietjen11/ Thors­ten Tiet­jen, Die­ter H. Mül­ler, André Decker: FMEA Pra­xis. Das Kom­plett­pa­ket für Trai­ning und Anwen­dung, Han­ser, Mün­chen 3. Auf­la­ge 2011, ISBN 978–3‑446–40267‑6
11. /Tietjen20/ Thors­ten Tiet­jen, André Decker: FMEA-Pra­xis. Ein­stieg in die Risi­ko­ab­schät­zung von Pro­duk­ten, Pro­zes­sen und Sys­te­men Han­ser, Mün­chen 4. Auf­la­ge 2020, ISBN 978–3‑446–46211‑3
12. /VDA-FMEA-Hand­buch/ VDA: AIAG & VDA FMEA-Hand­buch: Design-FMEA, Pro­zess-FMEA, FMEA-Ergän­zung – Moni­to­ring & Sys­tem­re­ak­ti­on, Ver­band der Auto­mo­bil­in­dus­trie, Ber­lin 2019, kei­ne ISBN
13. /Werdich12/ Mar­tin Wer­dich: FMEA – Ein­füh­rung und Mode­ra­ti­on: Durch sys­te­ma­ti­sche Ent­wick­lung zur über­sicht­li­chen Risi­ko­mi­ni­mie­rung (inkl. Metho­den im Umfeld), Sprin­ger Vie­w­eg, Wies­ba­den 2. Auf­la­ge 2012, ISBN 978–3‑8348–1787‑7
14. /Werdich21a/ Mar­tin Wer­dich: Design-FMEA Arbeits­buch: Erstel­len Sie Ihre ers­te eige­ne FMEA, Books on Demand, Nor­der­stedt 2021, ISBN 978–3‑946073–20‑8
15. /Werdich21b/ Mar­tin Wer­dich: Pro­zess-FMEA Arbeits­buch: Erstel­len Sie Ihre ers­te eige­ne FMEA, Books on Demand, Nor­der­stedt 2021, ISBN 978–3‑946073–22‑2

A.3 Weblinks

• /DGQ/ DGQ — Deut­sche Gesell­schaft für Qua­li­tät: Web­site
• /FMEA-Kon­kre­t/ FMEA Kon­kret: Zeit­schrift zur FMEA von /Werdich12/ (deutsch): Web­site
• /VDA-FMEA-Hand­buch/ VDA-FMEA-Hand­buch: Bestell­sei­te
• /VDA4.2/ Die ver­al­te­te VDA 4.2 „Pro­dukt- und Pro­zess-FMEA“: Bestell­sei­te
• /#Wiki-FMEA/ FMEA in der deut­schen Wikipedia
• /#Wiki-Qualitätsmanagement/ Qua­li­täts­ma­nage­ment in der deut­schen Wikipedia

Legen­de zu den Weblinks
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/#/ Ver­weis auf ein ein­zel­nes The­ma auf einer Website
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