FMEA

Die FMEA (Failure Mode and Effects Analysis, deutsch Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse) ist eine präventive Methode des Risikomanagements. Ein Team geht die Funktionen eines Produkts oder die Schritte eines Prozesses systematisch durch, sucht für jede davon mögliche Fehlerarten, deren Folgen und Ursachen, bewertet das Risiko und schlägt Maßnahmen vor, bevor sich der Fehler beim Kunden zeigt.

Am häufigsten sind die Design-FMEA (DFMEA, auch Konstruktions-FMEA), die sich auf die Produktauslegung konzentriert, und die Prozess-FMEA (PFMEA) für Fertigungs- und Montageprozesse. Die Erweiterung um eine Kritikalitätsbewertung heißt FMECA. Die Methode ist fester Bestandteil der Entwicklung in der Automobilindustrie und wird auch in Luftfahrt, Medizintechnik und Maschinenbau breit eingesetzt.

Das Risiko wird mit drei Kennzahlen auf einer Skala von 1 bis 10 bewertet, wobei ein höherer Wert einen schlechteren Zustand bedeutet: Bedeutung der Fehlerfolge (B, englisch severity), Auftreten der Ursache (A, occurrence) und Entdeckung (E, detection), also die Fähigkeit, den Fehler oder seine Ursache zu erkennen, bevor die Konstruktion für die Fertigung freigegeben wird oder das Teil zum Kunden gelangt. Klassisch werden die Kennzahlen zur Risikoprioritätszahl multipliziert: RPZ = B × A × E (1 bis 1000). Das FMEA-Handbuch von AIAG und VDA aus dem Jahr 2019 ersetzt die RPZ durch die Aufgabenpriorität (AP: hoch, mittel, niedrig), die der Bedeutung mehr Gewicht gibt, und beschreibt einen Ablauf in sieben Schritten von der Planung über Struktur-, Funktions- und Fehleranalyse bis zur Optimierung und Ergebnisdokumentation.

Das Ergebnis ist ein FMEA-Formblatt mit Maßnahmen, Verantwortlichen und Terminen. Es ist ein lebendes Dokument, das nach Konstruktions- oder Prozessänderungen aktualisiert wird und auf dem der Erprobungsplan und der Produktionslenkungsplan (Control Plan) aufbauen.

Die DFMEA bringt den größten Nutzen, wenn das Konzept feststeht, die Konstruktion aber noch nicht eingefroren ist, typischerweise vor dem Bau der Funktionsprototypen. Maßnahmen wie ein Werkstoffwechsel, eine konstruktive Verwechslungssicherung gegen Fehlmontage oder eine zusätzliche Prüfung sind dann noch günstig. Die PFMEA wird vor dem Start der Serienfertigung erstellt und bei Prozessänderungen erneut durchgeführt.

Sie lohnt sich bei Produkten, deren Versagen die Sicherheit gefährdet oder teure Reklamationen und Stillstände verursacht, bei neuen Technologien und bei Aufträgen aus der Automobilindustrie, wo Kunden sie in der Regel verlangen.

Eine FMEA, die eine einzelne Person am Projektende nur zur Erfüllung einer Kundenforderung ausfüllt, bringt nichts. Sie braucht ein Team (Konstruktion, Fertigung, Qualität, Service) und muss rechtzeitig stattfinden, solange sich die Ergebnisse noch in die Konstruktion einarbeiten lassen. Häufig werden auch die Begriffe verwechselt: Die Fehlerart beschreibt, wie eine Funktion versagt, die Fehlerfolge ist die Auswirkung auf den Nutzer oder den nachfolgenden Prozess, und die Fehlerursache ist das, was den Fehler auslöst.

Die RPZ allein kann täuschen. Eine hohe Bedeutung bei geringem Auftreten ergibt eine niedrige Zahl, obwohl das Risiko eine Lösung erfordert. Behandeln Sie Positionen mit der höchsten Bedeutung deshalb immer und richten Sie Maßnahmen vorrangig auf die Beseitigung der Ursache, nicht nur auf eine bessere Prüfung. Stimmen Sie die Bewertungskataloge vorab im Team ab, sonst sind die Ergebnisse nicht vergleichbar.