IDL IDL IDL. Produkthaftung. Produkthaftung. DGQ Regionalkreis Darmstadt am : FMEA Training on the job

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1 DGQ Regionalkreis Darmstadt FMEA "Training on the job" Was man als Teammitglied über FMEA wissen sollte Dipl.-Ing. Jürgen Schneider 1 Produkthaftung FMEA FMEA Schneider 2 Verschuldensabhängige Produkthaftung Verschuldensunabhängige Produkthaftung Vertragliche Haftung Außervertragliche Haftung Haftung nach 59 ff. BGB Der Verkäufer haftet beim Fehlen zugesicherter Eigenschaften der verkauften Sache oder bei positiver Vertragsverletzung Haftung aus unerlaubter Handlung nach 823 BGB (deliktische Produkthaftung) ( 823 Abs. 1 BGB) Wer vorsätzlich oder fahrlässig das Leben, den Körper, die Gesundheit, die Freiheit, das Eigentum oder ein sonstiges Recht eines anderen widerrechtlich verletzt, ist dem anderen zum Ersatz des daraus resultierenden Schadens verpflichtet. Haftung nach Produkthaftungsgesetz (ProdHaftG) ( 1 Abs. 1 ProdHaftG) Wird durch den Fehler eines Produktes jemand getötet, sein Körper oder seine Gesundheit verletzt oder eine Sache beschädigt, so ist der Hersteller des Produktes verpflichtet, den daraus entstandenen Schaden zu ersetzen. 3 1

2 Kundenspezifische Forderungen Vertragsprüfung Prozessfähigkeit Dokumente (Q-Forderung) Designprüfungen Aufzeichnungen (Q-Nachweis) SPC Produktionslenkungsplan (control plan) Prüfungen Schulung in Q-Techniken Prüfanweisung FMEA Prüfprozesseignung Lenkung fehlerhafter Teile Produktsicherheit Statistik Maschinenfähigkeit OEE TIPS 7 W DRBFM TQC ANOVA DMAIC SE 5 W PQP TQM QMH DFM QAD PA FPY SOP PPAP TPM PDCA DOE PPF 6 M UWD AA EFQM FTA KT SQS APQP KVP BSC NA SIPOC SWAT ppm VA FMEA RPZ QMH FIFO JIT AS 5 S 8D APP EA PMÜ ZEP BPS OEM DPMO EQA CAPA QB OAG QFD WA EMPB EA LL DFA OGW P pk %GRR AQL UEG C DFSS OEG mk C gk C SPC pk UGW 6 σ CTQ MFU PFU Abk. & Begriffe 5 Was bedeutet FMEA? Systematischer Korrektur- und Vorbeugungsmaßnahmeprozess Problemlösungs- Fehler- Möglichkeits- und Einfluss- Analyse FMEA Failure Mode and Effects Analysis 6 2

3 Was ist eine FMEA? FMEA ist ein QM-Werkzeug zur systematischen Risikobetrachtung *) um potenzielle Fehler,... potenzielle FehlerFolgen und... potenzielle FehlerUrsachen aufzuzeigen, zu bewerten und Maßnahmen zur Vermeidung und zur Entdeckung festzulegen. *) Risikomanagement (RM): ONR 9000:2010 ff., ISO 31000: Welche Arten von FMEAn gibt es? System-FMEA Konstruktions-FMEA Prozess-FMEA Logistik-FMEA Human-FMEA Maschinen-FMEA Fundstelle: 8 Wie ist der grundsätzliche Ablauf einer P-FMEA? Festlegen der Grundregeln für die FMEA einschließlich Planung und Terminierung Durchführung der FMEA unter Verwendung des Formblattes oder einer FMEA-Software Zusammenfassung und Bericht erstellen, der alle Schlussfolgerungen und Empfehlungen enthält Fortschreiben der FMEA entsprechend dem Entwicklungsfortschritt FMEA FMEA ist ist ein ein lebendes lebendes Dokument! Dokument! 9 3

4 Wie wird die P-FMEA durchgeführt? Erfassung der zu analysierenden Prozessschritte Ermittlung der wichtigen Prozessfunktionen und der Produktmerkmale Ableitung aller potenzieller Prozessfehler Ableitung aller potenzieller Fehlerfolgen (System-FMEA-Prozess) Ermittlung aller potenzieller Fehlerursachen Bewertung der Risiken Erstellung von Maßnahmenplänen zur Fehlervermeidung und zur Fehlerentdeckung 10 Quelle: Ford FMEA Handbook Version.1 11 Welche Inputs sind für die Vorbereitung hilfreich? Lasten-/Pflichtenheft, Kundenspezifikationen, -normen, Zeichnungen und Stücklisten, P-FMEA von vergleichbaren Prozessen, Prozessablaufdiagramme, Arbeits- und Prüfpläne, Prozesslenkungspläne (control plans), sonstige Prozessbeschreibungen, Musterteile NA-/AS-Statistiken vergleichbarer Prozesse, Kundenreklamationen (0-Km, Feldausfall) Checkliste Vorbereitung 12

5 Wie werden die Risiken bewertet? Risiken werden mit RisikoPrioritätsZahlen abgeschätzt! RPZ = B x A x E B = Bedeutung des Fehlers A = Auftretenswahrscheinlichkeit des Fehlers bzw. der Fehlerursache E = Entdeckungswahrscheinlichkeit *) des Fehlers bzw. der Fehlerursache *) Vor dem Wirksamwerden des Fehlers!!! *) Vor dem Wirksamwerden des Fehlers!!! 13 Wie groß kann die RPZ werden? 1 RPZ 1000 Die Faktoren B, A und E können jeweils Werte zwischen 1 und 10 einnehmen! 1 Wie werden die Bewertungszahlen für B abgeschätzt? 10 Sicherheitsrisiko, Nichterfüllung gesetzlicher 9 Vorschriften, Liegenbleiber 8 Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs stark eingeschränkt, 7 sofortiger Werkstattaufenthalt zwingend erforderlich 6 Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs eingeschränkt, sofor- 5 tiger Werkstattaufenthalt nicht erforderlich, Funktions- einschränkung wichtiger Bedien-/Komfortsysteme 3 Geringe Funktionsbeeinträchtigung, Beseitigung beim 2 nächsten Werkstattaufenthalt, Funktionseinschränkung von Bedien-/Komfortsystemen 1 sehr geringe Funktionsbeeinträchtigung, nur vom Fachpersonal erkennbar sehr hoch hoch mäßig gering sehr gering 15 5

6 Anwender zufrieden stellen Attraktivität sicherstellen Anwenderfreundlichkeit bieten Verlässlichkeit sicherstellen Gesetze, Verordnungen und Richtlinien erfüllen Sicherheitsanforderungen erfüllen B B B B B B B B B B 16 Schätzen Sie bitte ab! Auftretenswahrscheinlichkeit [ppm] Entdeckungswahrscheinlichkeit [%] sehr hoch hoch mäßig gering sehr gering 17 Wie werden die Bewertungszahlen für A abgeschätzt? 10 Sehr häufiges Auftreten ppm 9 unbrauchbarer ungeeigneter Prozess ppm 8 Fehlerursache tritt wiederholt auf ppm 7 ungenauer Prozess ppm 6 gelegentlich auftretende Fehlerursache, ppm 5 weniger genauer Prozess ppm 500 ppm 3 Fehlerursache tritt gering auf 100 ppm 2 genauer Prozess 10 ppm 1 Fehlerursache ist unwahrscheinlich 1 ppm Hinweis: Hinweis AIAG AIAG macht macht andere andere Vorgaben Vorgaben (Empfehlungen)! (Empfehlungen)! Ausfallraten! VDA Kap 3 (2006) sehr hoch hoch mäßig gering sehr gering 18 6

7 Grafische Darstellung der Überschreitungsanteile bei der Normalverteilung 99,99% 99,73% 95,% 68,26% 88,26% Wendepunkt = σ Standardabweichung -1 σ +1 σ -2 σ +2 σ -3 σ +3 σ - σ + σ 19 Überschreitungsanteile DIN ISO 2177:2007 Statist. Verfahren Prozessleistungs- und Prozessfähigkeitskenngrößen für kontinuierliche Qualitätsmerkmale A 9 n * s +/- 1 C pk > 0,33 P [ % ] 68,26 beidseitiger Überschreitungsanteil [ppm] /- 2 0,67 95, /- 3 1,0 99, /- > 1,33 99, /- 5 1,67 99,9999 0,6 +/- 6 2,0 99, ,002 Zuordnung A-C pk zur Orientierung! pk zur Orientierung! pk 20 Statistik Statistik Statistik Urwertefolge der MFU (L 7 = 80 +/-5 mm) A 6 OGW UGW Messwerte Soll: C mk > 1,66 Ist: C m = 1,20 C mk = 0,

8 Wie werden die Bewertungszahlen für E abgeschätzt? 10 Entdeckung der Fehler ist unwahrscheinlich, 9 die Fehlerursache wird oder kann nicht geprüft werden 8 Entdeckung ist weniger wahrscheinlich, 7 nicht zu entdeckender Fehler, unsichere Prüfungen 6 Entdeckung der Fehler ist wahrscheinlich, 5 Prüfungen sind relativ sicher 3 Entdeckung der Fehler ist sehr wahrscheinlich, 2 Prüfungen sind sicher, z. B. mehrere von einander unabhängige Prüfungen 1 Aufgetretene Fehler werden sicher entdeckt Hier: Hier relative relative Häufigkeit ufigkeit sehr gering 90 % gering 98 % mäßig 99,7 % hoch 99,9 % sehr hoch 99,99 % 22 E Wahrscheinlichkeit, dass ein Satz von Prozessüberwachungsmaßnahmen, der zurzeit eingesetzt wird, in der Lage ist, einen Ausfall zu erkennen und auszusondern, bevor er dem nachfolgenden Prozess oder dem endgültigen Produktausstoß übergeben wird. EN 60812: Wie sieht ein Strukturbaum aus? M ensch M aterial M aschine WIRKUNG M itwelt M ethode M essung Teilprozess 1.1 Gesamtprozess fehlerhaft Prozess 1 Prozess 2 fehlerhaft Teilprozess 1.2 Teilprozess 2.1 Teilprozess 2.2 fehlerhaft Methode Messung Mensch Maschine fehlerhaft Material Teilprozess 2.3 Mitwelt 2 8

9 1. Fahrzeug 5. Prozess bei 2. Motor FF FF 6. Prozess beim Lieferanten 7. Vor-Prozess beim Lieferanten F Fahrer verärgert Falscher Werkstoff Falscher Werkstoff Falscher Werkstoff FZ bleibt liegen FZ bleibt liegen 3. Turbolader Kennzeichnung falsch Verw. Spraydosen Kennzeichnung falsch FF Motorschaden Motorschaden Turboladerausfall F Bauteilbruch Turboladerausfall Motorschaden. Turboladerkomponente Ähnliches Aussehen 25 Wie kommt man zur wahren Fehlerursache? Frage 7 Mal Warum? und du erhältst die wahre Ursache des Problems! Chinesisches Sprichwort 26 Beispiel einer Warum-Treppe (5 Why) Fahrzeug bleibt liegen Motorschaden Turboladerausfall Warum? arum? arum? Bauteilbruch Falscher Werkstoff Menschliche Menschliche Fehlhandlung Fehlhandlung -> D1 D2 Kennzeichnung falsch D - Ursachenanalyse D3 Spraydose verwechselt D D5 Ähnliches Aussehen D6 D7 D8 27 9

10 Warum werden FMEAn im Team erstellt?... frühestmöglich paralleles statt serielles Arbeiten... größeres Wissens- und Erfahrungspotenzial... offener Umgang mit verfügbaren Informationen... Steigerung der Kreativität... schnellere, abgestimmte Entscheidungen... Konsensbildung und gesteigerte Akzeptanz für die gemeinsamen Ergebnisse... Förderung der Bereich übergreifenden Zusammenarbeit 28 Wie sollten die Teams zusammengesetzt sein? Konstruktion/Entw. Produktionsvorbereitung Techn. Vertrieb, Applikation Versuch/Labor Produktion Qualitätswesen Einkauf Moderator K-FMEA V M M M (M) M (M) M P-FMEA M V (M) (M) M M (M) M 29 Wie sind die FMEAn im Projektplan eingebunden? Konzeption Produktentwicklung und Produktverifizierung Planung und Verifizierung der Produktionsprozesse S-FMEA K-FMEA P-FMEA Produktabnahme aus Sicht des Kunden Beschaffung der Produktionsressourcen Produktion K o n t in u i e r l i c h e r V e r b e s s e r u n g s p r o z e s s A B C D E F G Freigabe zur Grobentwicklung von Produkt und Prozess Freigabe zur Freigabe zur Detailentwicklung entwicklung Detail-- des Produkts des Produktionsprozesses Projektauftrag, -anfrage Freigabe zur Freigabe zur Beschaf-fung Serienproduktion und Herstellung der Produk- PPF, tionsres- sourcen PPAP Projektabschluss

11 Welche Problemschwerpunkte kann es geben?... Verständnis der (Geschäfts-) Führung ist nicht vorhanden... je nach Komplexität ist ein nicht unerheblicher Arbeitsaufwand erforderlich, der sich über Monate erstreckt... Mitarbeiter sind der Meinung, dass sie schon immer Fehlervermeidung betrieben haben Fehlervermeidung ja, aber nur mehr oder weniger methodisch bzw. systematisch... nicht quantifizierbar... nur mehr oder weniger oder gar nicht dokumentiert 31 weitere Probleme FMEAn werden als Kontrollinstrument zur Überwachung der Arbeit angesehen... häufig fehlt das Wissen zur FMEA-Methode... Führungskräfte sind nicht im erforderlichen Maße eingebunden... FMEA wird als SPC eingesetzt Show Program for Customers Wie Wie ist ist das das in in ihrem ihrem Unternehmen? Unternehmen? 32 Welche Kriterien lösen FMEAn aus?... Kundenforderung... potenzielle Gefährdung... geänderte Einsatzbedingungen... hoher Wertverlust bei Ausfall... grundsätzliche Neuentwicklung... funktionswichtige Teile 33 11

12 Weitere Kriterien Änderung an Teilen mit Wechselbeziehungen... Anwendung neuer Stoffe und Verfahren... Wiederverwendung von Problemteilen... Kritische Zielsetzung... Produktionsverlagerung 3 Wie erfolgt die Dokumentation? Es existieren vom VDA und von der AIAG offizielle Formblätter zur einheitlichen Darstellung. oder oder es es gibt gibt kundenspezifische kundenspezifische Formblätter Formbl tter tter Formblatt VDA Verband der Deutschen Automobilindustrie e. V AIAG automotive industry action group 35 Welche Kriterien gelten für die Festlegung von Maßnahmen? In der Literatur gibt es keine einheitlichen RPZ-Werte als Eingriffsgrenze. Abhängig vom Detaillierungsgrad der FMEA sollte die Grenze für die Einführung von Maßnahmen festgelegt werden. Das FMEA-Team (die Organisation!) sollte Grenzwerte für RPZ, B, A und E so festlegen, dass die festgelegten Q-Ziele erreicht werden bzw. nur ein vertretbares Restrisiko bestehen bleibt. Für sicherheitsrelevante Teile ist A = 1 anzustreben. Ist dies nicht erreichbar, sind geeignete Entdeckungsmaßnahmen einzuführen 36 12

13 Welche Faustformeln gelten für die Festlegung von Maßnahmen? FMEA Für B 8 oder 9 Für RPZ 125 Siehe Siehe hierzu hierzu Artikel Artikel in in QZ: QZ: Vom Vom Risiko Risiko zum zum Restrisiko QZ QZ Jahrgang Jahrgang (2006) (2006) Für 50 RPZ < 125 Hinweis: Zusammenhänge zwischen P-FMEA und Produktionslenkungsplan müssen für besondere Merkmale müssen transparent sein! Hinweis: FMEA und Produktionslenkungsplan sollen nicht an den Kunden herausgegeben werden (VDA Bd2-Spielregel) PPAP-Forderung! Quelle: FMEA-Praxis, Hanser Verlag Auftretenswahrscheinlichkeit Großer Prüfaufwand Wenig Auftreten, gute Entdeckung Nur bei geringem Schadenspotenzial erlaubt Sehr hohes Fehlerrisiko A x E Großer Vermeidungsaufwand auf Grund schwieriger Entdeckung Entdeckungswahrscheinlichkeit Bedeutung des Fehlers geringes Risikopotenzial, Problem gut im Griff Geringes Gesamtrisiko, Vertiefung nicht notwendig Entdeckung Quelle: FMEA-Praxis, Hanser Verlag Großes Schadenspotenzial Hohes Fehlerrisiko Entdeckungs- x Auftretenswahrscheinlichkeit 39 13

14 Eine Klassifizierung in Risikoklassen kann durch individuelle Festlegungen erfolgen, die unternehmensspezifische oder auch produktspezifische Belange berücksichtigt. Eine Risikomatrix ermöglicht die Ermittlung des Handlungsbedarfes für Maßnahmen oder auch die Freigabebedingungen. 0 Risiko-/Kritizitätsmatrix Quelle: EN 60812:2006 Eintrittshäufigkeit der Ausfallwirkung 5 häufig 1 unbedeutend unerwünscht 2 geringfügig nicht akzeptabel Schwereniveau 3 kritisch nicht akzeptabel katastrophal nicht akzeptabel wahrscheinlich akzeptabel unerwünscht nicht akzeptabel nicht akzeptabel 3 gelegentlich akzeptabel unerwünscht unerwünscht nicht akzeptabel 2 gering 1 unwahrscheinlich Vernachlässigbar Vernachlässigbar Vernachlässigbar akzeptabel unerwünscht akzeptabel unerwünscht akzeptabel 1 Risikomatrix nach Nohl Eintrittswahrscheinlichkeit hoch mittel gering sehr gering leichte katastrophal mittelschwere schwere Verletzungen oder Erkrankungen (Tod) Schwere der Auswirkung 2 1

15 P-FMEA - besondere Merkmale 10 CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS Bedeutung, severity 9 CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS CC, OS 8 SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI 7 SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI 6 Unternehmensspezifische Risikomatrix: SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI CC = critical characteristic 5 SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC, HI SC = significant characteristic 3 OS = operator safety HI = high impact Weitere brauchbare Erklärungen zu <besondere Merkmale>: VDA Kap 3, Anhang A1.3 Auftretenswahrscheinlichkeit, occurrence 3 Was sind die Schwächen der RPZ? Lücken im Bereich von % des Bereiches ist leer (es werden nur 120 aus 1000 Zahlen erzeugt) RPZ treten doppelt auf. Für einige Kombinationen treten bei unterschiedlichen Faktoren selbe RPZn auf Empfindlichkeit gegenüber kleinen Änderungen Ein kleine Änderung in einem Faktor hat eine viel größere Auswirkung, wenn die anderen Faktoren größer sind, als wenn sie klein sind. Beispiel: RPZ = B x A x E = 9 x 9 x 3 = 23 = 9 x 9 x = 32 RPZ = B x A x E = 3 x x 3 = 36 = 3 x x =

16 Skala für RPZ ist ungeeignet Unterschiede in RPZ-Werten können vernachlässigbar erscheinen, obwohl diese tatsächlich signifikant sind. Beispiel: RPZ 1 = B x A x E = 6 x x 2 = 8 RPZ 2 = B x A x E = 6 x 5 x 2 = 60 RPZ 2 ist nicht doppelt so groß wie RPZ 1, obwohl tatsächlich die doppelte Auftretenswahrscheinlichkeit besteht. 6 Alle Fehler (Fehlfunktionen) werden als voneinander unabhängig angesehen. Die FMEA ist daher ungeeignet für die Betrachtung abhängiger Fehler, die sich aus einer Folge von Ereignissen ergeben. Markoff-Analyse (ISO 61165) Fehlerbaumanalyse (FTA) (ISO 61025) 7 Was sollte die Zusammenfassung beinhalten? Mögliche Fehler, die schwere Fehlerfolgen haben Empfehlungen für Konstrukteure, Planer, Instandhalter und Anwender Änderungen des Entwurfs, die als Ergebnis der FMEA bereits eingeführt worden sind Auswirkungen, die durch die eingeführten Änderungen gemildert worden sind 8 16

17 RPZ-Auswertung Stand vom : Klasse Anzahl Anteil Anteilsumme Schwere 25 1,3%,3% 1xB3 50 1,3% 8,7% 1xB8 75 1,3% 13,0% 1xB ,3% 17,% 1xB ,7% 26,1% 1xB, 1xB ,7% 3,8% 1xB, 1xB ,3% 39,1% 1xB ,0% 39,1% 300 1,3% 3,5% 1xB ,0% 56,5% 2xB8, 1B ,0% 69,6% 2xB8, 1B ,0% 82,6% 1xB10, 2xB ,7% 91,3% 2xB ,3% 95,7% 1xB ,0% 95,7% ,3% 100,0% 1xB10 Summe -> ,0% 9 Wie kann die Verbesserung dargestellt werden? Anzahlsummenverteilung der RPZ 100% 80% 60% 0% 20% 0% RPZ Was sind die Faktoren für den Erfolg? Misserfolge stellen sich ein, wenn: Die FMEA nicht konsequent angewendet wird Teilnehmer nicht als kompetent akzeptiert werden Abgestimmte Maßnahmen nicht umgesetzt werden Erfolge stellen sich ein, wenn: Die FMEA von oben gefordert und gefördert wird Das Team die Bereitschaft und Kompetenz zur interdisziplinären Zusammenarbeit besitzt Teamorientiertes Denken & Handeln vorherrscht Wie Wie ist ist das das in in ihrer ihrer Firma? Firma? 51 17

18 Welcher Zusammenhang besteht mit der 8D-Methode? Absichern gegen Wiederholfehler Ziele: FO-FMEA Lessons Lessons learnt! Die eingeführten Abstellmaßnahmen sind gegen Störungen abgesichert Das Auftreten des Fehlers wird auch bei verwandten Prozessen und Erzeugnissen verhindert FMEAs, Verfahrens- und Arbeitsanweisungen etc. sind überarbeitet D1 D2 D3 D D5 D6 D7 D8 52 Wo können sie sich weiter informieren? VDA Band.2 System-FMEA VDA Band Kap. 3 Produkt- und Prozess-FMEA AIAG QS-9000 FMEA Handbuch DGQ Band FMEA Leitfaden Ford FTEP FMEA Trainingshandbuch Qualitätssicherung in der Bosch-Gruppe, Schriftenreihe Heft 1: FMEA DIN EN 60812:2006 Analysetechniken für die Funktionsfähigkeit von Systemen Verfahren für die Fehlzustandsart- und auswirkungsanalyse (FMEA) 53 Quelle: VDA Kap

19 Ausblick: Artikel in QZ: Vom Risiko zum Restrisiko QZ Jahrgang 51 (2006) 10 M E T H O D E N Zitat: Die FMEA ist in der Automobilindustrie die Standardmethode zur Risikobewertung. Allerdings weist sie eine mangelhafte Aussagefähigkeit bei der Risikoquantifizierung auf. Ein Bosch-Werk hat die Auswertemethodik der FMEA grundlegend modifiziert. Die neu eingeführte Restrisikozahl eröffnet einen einfacheren und effizienteren Weg, Risiken quantitativ zu bewerten. 55 Ihre Fragen, ihre Hinweise und ihre kritische Meinung zum QM-Werkzeug FMEA und zum Vortrag 56 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! FMEA 57 19

20 IngenieurDienstLeistungen Dipl.-Ing. Jürgen Schneider Am Weiherberg Ottweiler-Lautenbach Telefon: Fax: Mobil: juergen.schneider@vdi.de Kontakt als Arbeitskreisleiter <Qualitätsmanagement> im VDI Bezirksverein Saar e.v.: