Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA)

Transkript

1 Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA)

2 Vortragsgliederung Rahmenbedingungen Entstehung / Entwicklung der FMEA Branchen / Einsatzbereiche der FMEA FMEA-Grundlagen FMEA-Vorgehensweisen Nutzen von FMEA Entwicklungstrends in der FMEA Beispiel System-FMEA Produkt Beispiel System-FMEA Prozess Seite 2

3 Fehlerentstehung, Fehlerbehebung und Fehlerfolgekosten 60 % 40 % 20 % Definition Fehlerentstehung Entwicklung Konstruktion Produktions- Planung Fehlerentdeckung und -behebung Produktion Prüfung Nutzung ( ) Definition Entwicklung Konstruktion Produktions- Planung Kosten für die Behebung nicht entdeckter Fehler Produktion Prüfung Nutzung % Entstehung von 75% der Fehler Entdeckung und Behebung von 80% der Fehler Systematische Qualitätsplanung - Fehlervermeidung statt Fehlerentdeckung Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse Fehler, die nicht gemacht werden, müssen nicht behoben werden! Seite 3

4 Entstehung und Entwicklung der FMEA 1963 NASA, Apollo-Projekte 1965 Luft- und Raumfahrt 1975 Kerntechnik 1977 Vorstellung für Automobilindustrie, SAE Kongress 1980 Normung in Deutschland (DIN 25448) 1986 Einsatz in der Automobilindustrie (i.a. Zulieferer) 1990 Einsatz in den verschiedensten Bereichen 1996 Weiterentwicklung (z.b.system-fmea, VDA 4.2) 1998 Verstärkter Einsatz in der Automobilindustrie Seite 4

5 Anwendung in den Unternehmen Anteil der Unternehmen, die die Methode manchmal für folgende Aktivitäten einsetzen Benchmarking Conjoint Analyse FMEA Funktionsanalyse Focus Groups Grundregeln d. Gestaltung Kernkompetenz-Analyse Kreativitäts-Techniken Zufriedenheits-Analyse Suchfeldanalyse Ideengenerierung/-bewertung Marktanalyse Ermittl. v. Kundenanforderungen Wirtschaftlichkeitsanalyse Konzeptentwicklung Prototypenentwicklung Produktentwicklung Fertigungsplanung Produkttest Markteinführung Zeichenerklärung: bis unter 20% 20% bis unter 50% mehr als 50% Lead User Analyse Marktpotential-Analyse Morph. Methoden Nutzwert-Analyse Panelforschung Portfolio-Analyse Positionierungs-Analyse Product Reverse Engineering QFD Qual. Kundenbefragungen Quant. Kundenbefragungen Shadowing Testmärkte Target Costing Trendforschung Quelle: Spath et al (2001) Widerspruchsor. Lösungsf. Seite 5

6 Gründe für die FMEA-Anwendung DIN EN ISO Gesetze Produkthaftungsgesetz Produktsicherheitsgesetz anerkennt FMEA als Entlastungsbeweis (Stand der Technik) FMEA fordert Vorbeugungsmaßnahmen Normen DIN EN ISO 9001:2000 DIN EN ISO 9004:2000 F M E A System Nummer: 1.2 Seite: 1/1 Typ/Model/Fertigung/Charge: ZB Antriebswelle Sach-Nummer: Verantwortlich: Erstellt: Änderungsstand: Firma: hilft Rückrufaktionen zu verhindern FMEA/Systemelement: Teilprozeß: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring schleifen Mögliche Fehlerfolgen B Mögliche Fehler Mögliche Fehlerursachen Systemelement: Teilprozeß: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring sc Funktion:Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring nach Vorgabe schle [Gesamtprozeß Herstellung ZB Antriebswelle ] lendichtring nicht nach falsches Bearbeitungspro 8 Rauhtiefe Lauffläche Wel- [Mensch (Einrichter)] ZB Antriebswelle fehlerhaft hergestellt Zeichnungsvorgaben hergestellt Sach-Nummer: Änderungsstand: Vermeidungsmaßnahmen Verantwortlich: Firma: A Entdeckungsmaßnahmen E Erstellt: Verändert: RPZ V/T empfiehlt FMEA Definition Entwicklung Konstruktion Produktions- Planung Produktion Prüfung Nutzung [Mensch (Einrichter)] setzt zu kleine Schleifsch Richtlinien empfehlen bzw. fordern FMEA verhindert Fehler und Fehlerfolgekosten Wirtschaftlichkeit QS-9000 VDA 6 / VDA 4.2 TS Garantie / Kulanz Rückrufaktion Kundenverlust Seite 6

7 Produkthaftung in Deutschland Zusammenfassung der vertraglichen, deliktischen und spezialgesetzlichen Produkthaftung Grundsatz: Jeder in Produktionsund Distributionskette für den Produktfehler Verantwortliche haftet für Schäden, die durch den Produktfehler entstehen wenn die Kausalität zwischen Produktfehler und Schaden vom Geschädigten bewiesen ist Ausnahme: erfolgreicher Entlastungsbeweis bei nachweislicher Beachtung aller Pflichten Organisation Konstruktion Fabrikation Instruktion Produktbeobachtung Strukturierte, effiziente Ablauf- und Aufbau-organisation im Unternehmen (z.b. ISO 9000ff) Qualitätssicherung durch Methoden (z.b. QFD, ETA, FTA, FMEA, Prototypentest) Ständige Qualitätskontrollen zur Qualitätssicherung (Produktionsmittel, Produkt, Prozeß) Umfassende Aufklärung und Warnung bzgl. gefährlicher Produkteigenschaften Ganzheitliche, umfassende Betrachtung der Produktan-wendung beim Verbraucher Quelle: Fraunhofer-IPA (2001) Seite 7

8 Systematische Vorgehensweise System Systemstrukturierung Bauteil Prozess Funktionszuordnung Systematischer Vorlauf nach VDA 4.2 (1996): - Systemstruktur/-baum - Funktionsnetz Risikoanalyse Risikobewertung nein Risiko? ja Risikomimimierung Risiko? nein Ende ja Seite 8

9 Vorgehensweise nach VDA 4.2 Systemstrukturierung Funktionszuordnung Fehlerzuordnung Funktionsbaum Fehlernetz Risikoanalyse Risikobewertung Maßnahmencontrolling Seite 9

10 FMEA-Begriffe und Zusammenhänge Systemelement Funktion Fehlfunktion Fehlerfolge Fehlerfolge Systemelement Bauteil / Prozess Funktion Fehlfunktion Fehler Fehler Systemelement Funktion Fehlfunktion Fehlerursache Fehlerursache Systematischer Vorlauf nach VDA 4.2 (1996): - Systemstruktur/-baum - Funktionsnetz - Fehlernetz Derzeitige vermeidende Maßnahmen Derzeitige entdeckende Maßnahmen Verantwortlich Termin / Status x x Entdeckung E 1 = Bedeutung B Auftreten A 1 Entdeckung E 1 Risikoprioritätszahl RPZ 1 Empfohlene vermeidende Maßnahmen Empfohlene entdeckende Maßnahmen Verantwortlich Termin / Status x x Entdeckung E n = Bedeutung B Auftreten A n Entdeckung E n Risikoprioritätszahl RPZ n Seite 10

11 Risikobewertung Annahme Annahme Annahme Fehlerfolge, Fehler bzw. Fehlerursache wird nicht geprüft Fehler tritt beim Kunden auf Fehler tritt beim Hersteller auf Berücksichtigung Berücksichtigung Berücksichtigung Maßnahmen zur Vermeidung Maßnahmen zur Auswirkungsbegrenzung Maßnahmen zur Entdeckung Bewertung Bewertung Bewertung Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Fehlers aufgrund der Fehlerursache (beim Kunden) Bedeutung des Fehlers für den Kunden Wahrscheinlichkeit der Entdeckung der Fehlerfolge, des Fehlers oder der Fehlerursache (beim Hersteller) Auftreten 'A' Bedeutung 'B' Entdeckung 'E' = Risikoprioritätszahl 'RPZ' Qualitäts-/Kostenrisiko Auftreten A > 8 Sicherheitsrisiko Bedeutung B > 8 Fehlplanung(?) / Terminrisiko(?) Entdeckung E < 3 Qualitätsrisiko RPZ > 125 Seite 11

12 Vermeidungs- und was sind Entdeckungsmaßnahmen Vermeidungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme Verhindert das Auftreten von Fehlern in der Entwicklung Entwicklung Entwicklung Konstruktion Entdeckt Fehler der Entwicklung nachdem sie aufgetreten sind Beispiele: - FEM-Analysen - Toleranzrechnung - Materialauswahl - Berechnungen Beispiele: - Versuche / Crashtests - Kontrollrechnungen - Dauerlauftest -Grenzmuster Seite 12

13 Vermeidungs- und was sind Entdeckungsmaßnahmen Vermeidungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme Verhindert das Auftreten von Fehlern im Prozess Prozess Entdeckt Fehler des Prozesses nachdem sie aufgetreten sind Beispiele: - SPC - Einstellparameter - Arbeitsanweisungen - Vorrichtungen - Werkzeugüberwachung Beispiele: - Teileprüfung -Montage - Funktionstest Seite 13

14 Bewertungstabellen System-FMEA Produkt Bewertungszahl für die Bedeutung B Bewertungszahl für die Auftretenswahrscheinlichkeit A zugeordn. Fehlerant. in ppm Bewertungszahl für die Entdeckungswahrscheinlichkeit E Sicherheit der Prüfverf. Sehr hoch 10 Sicherheitsrisiko, Nichterfüllung 9 gesetzlicher Vorschriften, Liegenbleiber. Sehr hoch 10 Sehr häufiges Auftreten der Fehler- 9 ursache, unbrauchbares, ungeeignetes Konstruktionskonzept Sehr gering 10 Entdecken der aufgetr. Fehlerursache 9 ist unwahrsch., Zuverlässigkeit der Konstruktionsauslegung wurde nicht o. kann nicht nachgewiesen werden. 90 % Hoch 8 Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs stark 7 eingeschränkt, sofortiger Werkstattaufenthalt zwingend erforderlich, Funktionseinschr. wichtiger Teilsysteme. Hoch 8 Fehlerursache tritt wiederholt auf, 7 problematische, unausgereifte Konstruktion Gering 8 Entdecken der aufgetret. Fehlerurs. 7 ist weniger wahrsch., Zuverlässigk. d. Konstruktionsausl. kann wahrschlich nicht nachgewiesen werden. 98 % Mäßig 6 Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs 5 eingeschränkt, sofortiger Werkstatt- 4 aufenthalt nicht zwingend erforderlich, Funktionseinschränkung von wichtigen Bedien- und Komfortsystemen. Mäßig 6 Gelegentlich auftretende Fehlerursache, 5 geeignete, im Reifegrad 4 fortgeschrittene Konstruktion Mäßig 6 Entdecken der aufgetr. Fehlerurs. ist 5 wahrsch., Zuverlässigk. d. Konstruk- 4 tionsausl. könnte vielleicht nachgewiesen werden, Nachweisverfahren sind relativ sicher. 99,7 % Gering 3 Geringe Funktionsbeeinträchtigung des 2 Fahrzeugs, Beseitigung beim nächsten planmäßigen Werkstattaufenthalt, Funktionseinschränkung von Bedienund Komfortsystemen. Gering 3 Auftreten der Fehlerursache ist gering, 2 bewährte konstruktive Auslegung Hoch 3 Entdecken der aufgetretenen 2 Fehlerursache ist sehr wahrscheinlich, durch mehrere voneinander unabhängige Nachweisverfahren bestätigt. 99,9 % Sehr gering 1 Sehr geringe Funktionsbeeinträchtigung, nur vom Fachpersonal erkennbar. Sehr gering 1 Auftreten der Fehlerursache ist unwahrscheinlich. 1 Sehr hoch 1 Aufgetretene Fehlerursache wird sicher entdeckt. 99,99 % Seite 14

15 Bewertungstabellen System-FMEA Prozeß Bewertungszahl für die Bedeutung B Bewertungszahl für die Auftretenswahrscheinlichkeit A zugeordn. Fehlerant. in ppm Bewertungszahl für die Entdeckungswahrscheinlichkeit E Sicherheit der Prüfverf. Sehr hoch 10 Sicherheitsrisiko, Nichterfüllung 9 gesetzlicher Vorschriften, Liegenbleiber. Sehr hoch 10 Sehr häufiges Auftreten der Fehler- 9 ursache, unbrauchbarer, ungeeigneter Prozeß Sehr gering 10 Entdecken der aufgetretenen Fehler- 9 ursache ist unwahrscheinlich, die Fehlerursache wird oder kann nicht geprüft werden. 90 % Hoch 8 Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs stark 7 eingeschränkt, sofortiger Werkstattaufenthalt zwingend erforderlich. Hoch 8 Fehlerursache tritt wiederholt auf, 7 ungenauer Prozeß Gering 8 Entdecken der aufgetretenen Fehler- 7 ursache ist weniger wahrscheinlich, wahrscheinlich nicht zu entdeckende Fehlerursache, unsichere Prüfungen. 98 % Mäßig 6 Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs 5 eingeschränkt, sofortiger Werkstatt- 4 aufenthalt nicht zwingend erforderlich, Funktionseinschränkung von wichtigen Bedien- und Komfortsystemen. Mäßig 6 Gelegentlich auftretende Fehlerursache, 5 weniger genauer Prozeß Mäßig 6 Entdecken der aufgetretenen 5 Fehlerursache ist wahrscheinlich, 4 Prüfungen sind relativ sicher. 99,7 % Gering 3 Geringe Funktionsbeeinträchtigung des 2 Fahrzeugs, Beseitigung beim nächsten planmäßigen Werkstattaufenthalt, Funktionseinschränkung von Bedienund Komfortsystemen. Gering 3 Auftreten der Fehlerursache ist gering, 2 genauer Prozeß Hoch 3 Entdecken der aufgetretenen 2 Fehlerursache ist sehr wahrscheinlich, Prüfungen sind sicher, z.b. mehrere voneinander unabhängige Prüfungen. 99,9 % Sehr gering 1 Sehr geringe Funktionsbeeinträchtigung, nur vom Fachpersonal erkennbar. Sehr gering 1 Auftreten der Fehlerursache ist unwahrscheinlich. 1 Sehr hoch 1 Aufgetretene Fehlerursache wird sicher entdeckt. 99,99 % Seite 15

16 Wirksamkeit von Entdeckungsmaßnahmen Übergabe an FMEA-Typ System Entdeckung durch Lieferant Entwicklung Entdeckung durch Kunde Konstruktion (ggf. Endnutzer * ) Konstruktion Konstruktion Produktionsplanung Prozess Produktion Endnutzer Entdeckungsmaßnahmen, E = E = 10 * Ausnahme: E<10 möglich, wenn Warneinrichtungen im Betrieb vorhanden sind! Seite 16

17 FMEA-Formblatt Systemelement Funktion Fehlfunktion Systemelement Systemelement Derzeitige Derzeitige B Funktion Funktion vermeidende A entdeckende E RPZ Fehlfunktion Fehlfunktion Maßnahmen Maßnahmen Verantwortlich Termin / Status Empfohlene vermeidende Maßnahmen A Empfohlene entdeckende Maßnahmen E RPZ Verantwortlich Termin / Status Risikoanalyse Risikominimierung Risikobewertung Seite 17

18 Ergebnisdokumentation Strukturbaum Antriebsritzel Lagerung Antriebsritzel Risikoanalyse Regelventil Drehschieber Drehstab Verbohrstift Steuerbuchse Dichtelement Risikominimierung Servolenkung Nadelager Kugellager Sicherungsring O-Ring Risikobewertung Hydraulischer Unterbau Gehäuse Funktionsnetz Zahnstange mit Kolben Kraftübertragung Ritzel an Spurstange Servolenkung Spurstange/Außengelenk geräuscharm einstellen Hydraulischer Unterbau Definierte axiale Kolbenbewegung gewährleisten Regelventil Lenkwinkel in Hydraulikfluß umwandeln (Ölströme von/zum Zylinder leiten) Risikobewertung Risikoanalyse Risikominimierung Fehlernetz Servolenkung Spurstange nicht nach Vorgabe eingestellt Hydraulischer Unterbau Translative Bewegung wird nicht umgesetzt Antriebsritzel Drehbewegung in translative Bewegung umsetzen Antriebsritzel bricht Antriebsritzel Zahnbruch Seite 18

19 FMEA-Standards und Vorgehensweisen Automotive Standards Branchenneutrale Standards Fokussierungen VDA 4.2 (1996) VDA 6.1 QS 9000 TS Lebensmittelindustrie HACCP Militärische Standards FMECA MIL-Task 101 FMECA MIL-Task 102 DIN (FMEA) DIN (FBA) DIN (SAA) DIN EN ISO 9000:2000 Weiterentwicklungen KV-FMEA Mechatronik-FMEA matrix-fmea Riskman Human-FMEA Umwelt-FMEA Dienstleistungs-FMEA Logistik-FMEA Medizin-FMEA HAZOP... Seite 19

20 FMEA-Arten System-FMEA Produkt System-FMEA System-FMEA Produkt (SE) Konstruktions-FMEA System-FMEA Prozess Prozess-FMEA Analyse des Produktentwurfes auf Erfüllung der im Lastenheft festgelegten Funktionen Betrachtung des Systems - Systemfunktionen - Schnittstellen(funktionen) - Systemfehlfunktionen - Systemeinflüsse - Umwelteinflüsse Keine Betrachtung von Fehlern in der Bauteilauslegung und / oder in der Fertigung bzw. Montage Analyse der konstruktiven Auslegungen des Produktes auf Erfüllung der festgelegten Funktionen Betrachtung des Bauteils - Bauteilfunktionen - Bauteilversagen - Bauteileigenschaften, wie Material und Geometrie Keine Betrachtung von Fehlern in der Fertigung bzw. Montage Analyse des Herstellungsprozesses auf Eignung zur Herstellung des Produktes Betrachtung des Prozesses - Prozessfunktionen - Prozessfehler - Prozesseinflüsse (5 M s) Seite 20

21 FMEA-Arten OEM (System)-Lieferant System-FMEA Produkt Konstruktions-FMEA System-FMEA Prozess System-FMEA Produkt System-FMEA Produkt (SE) System-FMEA Prozess System-FMEA Konstruktions-FMEA Prozess-FMEA Analyse des Produktentwurfes auf Erfüllung der im Lastenheft festgelegten Funktionen Analyse der konstruktiven Auslegungen auf Erfüllung der festgelegten Funktionen Analyse des Herstellungsprozesses auf Eignung zur Herstellung des Produktes Betrachtung des Systems - Systemfunktionen - Schnittstellen(funktionen) - Systemfehlfunktionen - Systemeinflüsse - Umwelteinflüsse Betrachtung des Bauteils - Bauteilfunktionen - Bauteilversagen - Bauteileigenschaften, wie Material und Geometrie Betrachtung des Prozesses - Prozessfunktionen - Prozessfehler - Prozesseinflüsse (5 M s) Seite 21

22 Kreative Arbeit in moderierten interdisziplinären Teams Moderation durch - Entwickler / Produktionsplaner - interner Methodenexperte - externer Methodenexperte Teamgröße sollte 8 Personen nicht übersteigen! Stammteam (abhängig von FMEA-Art) - Qualitätssicherung - Entwicklung / Konstruktion - Versuch - Fertigungsplanung / Fertigung - Kundendienst - weitere Experten (ggf. nur zeitweise) Moderator: FMEA-Team: Visualisierung und Dokumentation mit PC, FMEA-Software und Beamer stellt Methodenkenntnis fragt zielorientiert strukturiert Wissen dokumentiert Ergebnisse liefert Fachkenntnisse Seite 22

23 Überwiegend positive Beurteilung steigert die Motivation fördert die interdisziplinäre Zusammenarbeit verringert die Entwicklungszeit steigert die Kundenzufriedenheit erhöht die Datentaransparenz verbessert die Dokumentation senkt die Anzahl der Reklamationen senkt die Anzahl der Änderungen vor Serienanlauf reduziert den Anteil der Nacharbeit verringert den Ausschußanteil stimmt mittelmäßig stimmt ziemlich nach: Kamiske, Qualität und Wirtschaftlichkeit (2001) stimmt sehr Seite 23

24 Zahlen und Zitate Reduzierung der Kundenreklamationen um 15% Reduzierung der Änderungen vor Serienanlauf um 22% Reduzierung der Fehlerkosten um 21% Reduzierung der Anlaufkosten um 19% Reduzierung der Entwicklungszeit um 5% - 30% Nur mit einem einzigen durch FMEA vermiedenen Fehler, der zu einer Rückrufaktion geführt hätte, wird die FMEA-Anwendung bereits wirtschaftlich! Quelle: Kamiske (2001) Klatte (1994) Seite 24

25 Präventive Anwendung verhindert spätere Probleme Fehlerursachen gesamt 54 unentdeckt 29,3% der Fehlerursachen waren zum Beginn der FMEA noch nicht bekannt und wären durch die geplanten Testverfahren nicht gefunden worden Quelle: Fraunhofer-IPA (2001) Seite 25

26 Korrektive Anwendung zeigt Verbesserungspotentiale auf [%] Zielvorgabe des Managements (90%) 100 Produktionsausbeute (95%) nach Einführung aller in der FMEA vorgeschlagenen Maßnahmen Durchschnittliche Produktionsausbeute (< 75%) April Juni Aug. Okt. Dez Feb. April Juni Aug. Okt. Dez FMEA- Start Quelle: Fraunhofer-IPA (1992) Feb Seite 26

27 Erfolgskritische Faktoren der FMEA Die Teamzusammensetzung: Interdisziplinäre Zusammensetzung (max. 8 Personen) Gute Kenntnisse des Untersuchungsobjektes (z.b. Einbindung von Werkern bei der Prozeß-FMEA) Einheitlicher Kenntnisstand bzgl. der FMEA-Methodik Die Geschäftsleitung: Unterstützung der FMEA-Arbeit Unterstützung der Verbesserungsmaßnahmen Ausstattung der Teilnehmer mit Kompetenzen Die Raumausstattung: z.b. Overhead, Metaplan, Flipchart, PC mit Beamer, Getränke Seite 27

28 Vorteile der EDV-Unterstützung der FMEA PC mit FMEA-Software: Einfache Erstellung und Pflege von FMEAs Gute Unterstützung der Maßnahmenverfolgung zusätzlich mit Beamer: Visualisierung der FMEA-Ergebnisse für alle Teilnehmer Parallele Darstellung von FMEA und Methodikfolien Seite 28

29 Entwicklungstrends Nutzung der FMEA innerhalb der Entwicklungsarbeit Nutzung der FMEA zum Wissensmanagement Controlling von komplexen Entwicklungsprojekten auf Basis der FMEA Nutzung der FMEA für Investitionsgüter (Einzel- / Kleinserienfertigung) Analyse mechatronischer / softwareintensiver Systeme mit Hilfe der FMEA Integration der FMEA-Software(module) in CAQ-Systeme Seite 29

30 Info Beispiel Tip S K P Beispiel Servolenkung (mit IQ-FMEA Vers. 4.0) Seite 30

31 Mit der Raumfahrtmethode zu sicheren Produkten 1963 heute Seite 31

32 FMEA analysiert Fehlerzusammenhänge Fehlerfolge (FF) Fehler (F) Fehlerursache (FU) Servolenkung Spurstange nicht nach Vorgabe eingestellt Hydraulischer Unterbau Translative Bewegung nicht umgesetzt Antriebsritzel Zahnbruch Seite 32

33 Systemstruktur, Funktionen und Fehlfunktionen Seite 33

34 Funktionsnetz Seite 34

35 Fehlernetz zur Risikoanalyse Seite 35

36 Übertragung des Fehlernetzes in das Formblatt Antriebsritzel bricht Antriebsritzel Zahnbruch Servolenkung Spurstange nicht nach Vorgabe eingestellt Hydraulischer Unterbau Translative Bewegung wird nicht umgesetzt Antriebsritzel Verschleiß Zahnstange mit Kolben Bruch der Verzahnung Zahnstange mit Kolben Verschleiß der Verzahnung Kugellager Lager bricht Sicherungsring Sicherungsring bricht Typ/Modell/Fertigung/Charge: Servolenkung FMEA/Systemelement: Hydraulischer Unterbau Mögliche Fehlerfolgen B Mögliche Fehler Systemelement:Hydraulischer Unterbau Mögliche Fehlerursachen Funktion:Definierte axiale Kolbenbewegung gewährleisten [Servolenkung] Spurstange nicht nach Vorgabe eingestellt Translative Bewegung wird bricht [Antriebsritzel] nicht umgesetzt [Antriebsritzel] Zahnbruch F M E A System Sach-Nummer: Maßnahmenstand: Sach-Nummer: Maßnahmenstand: Vermeidungsmaßnahmen Verantwortlich: Firma: Verantwortlich: Firma: A Entdeckungsmaßnahmen Maßnahmenstand - Anfang: E Nummer: 1.2 Seite: 1/5 Erstellt: Erstellt: Verändert: RPZ V/T Auslegung auf Basis bekannter ZHLs Schloske, abgeschlossen Maßnahmenstand: Berechnung der Verzahnung Schloske, unbearbeitet 1 Mißbrauchstest (Bordsteinab-druckversuch) Kühne, unbearbeitet Dauererprobung nach Lastenheft Kühne, unbearbeitet Maßnahmenstand - Anfang: Auslegung auf Basis bekannter ZHLs. 2 Kühne, 213 Schloske, unbearbeitet 2 10 Kühne, abgeschlossen Seite 36

37 Risikobewertung und Risikominimierung im FMEA-Formblatt Seite 37

38 Ausgefülltes FMEA-Formblatt F M E A System Nummer: 1.2 Seite: 1/5 Typ/Modell/Fertigung/Charge: Servolenkung FMEA/Systemelement: Hydraulischer Unterbau Mögliche Fehlerfolgen Systemelement: Funktion: [Servolenkung] Spurstange nicht nach Vorgabe eingestellt B Mögliche Fehler Hydraulischer Unterbau Mögliche Fehlerursachen Definierte axiale Kolbenbewegung gewährleisten Translative Bewegung wird nicht umgesetzt [Antriebsritzel] bricht [Antriebsritzel] Zahnbruch Sach-Nummer: Maßnahmenstand: Sach-Nummer: Maßnahmenstand: Verantwortlich: Firma: Verantwortlich: Firma: A Vermeidungsmaßnahmen Entdeckungsmaßnahmen Erstellt: Erstellt: Verändert: E RPZ V/T Maßnahmenstand - Anfang: Auslegung auf Basis bekannter ZHLs Schloske, abgeschlossen Maßnahmenstand: Berechnung der Verzahnung Schloske, unbearbeitet 1 Mißbrauchstest (Bordsteinab-druckversuch) Kühne, unbearbeitet Dauererprobung nach Lastenheft Kühne, unbearbeitet 2 Kühne, 213 Schloske, unbearbeitet Maßnahmenstand - Anfang: Auslegung auf Basis bekannter ZHLs Kühne, abgeschlossen Seite 38

39 Maßnahmenverfolgung Seite 39

40 Differenzanalyse (vorher/nachher) Seite 40

41 VDA-Beispiel Herstellung Antriebswelle Seite 41

42 Beispiel ZB Antriebswelle nach VDA Seite 42

43 Systemstruktur Prozess Herstellung ZB Antriebswelle Gesamtprozeß Herstellung ZB Antriebswelle Teilprozeß: Material Schleifprozeß zuführen Teilprozeß: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring schleifen Teilprozeß: Antriebswelle reinigen Teilprozeß: Material Montageprozeß zuführen Teilprozeß: Lager auf Welle montieren Teilprozeß: Material abführen Mensch (Einrichter) Mensch (Bediener) Maschine (Schleifmaschine) Mitwelt Material Monteur Montagevorrichtung Lager Fett Maschinenfundament Kühlmittelzufuhr Stromversorgung Spannsystem Antrieb Steuerung Maschinenbett Schleifwerkzeug Kühl-/Schmiersystem nach VDA Seite 43

44 Systemstruktur Herstellung ZB Antriebswelle mit Funktionen Gesamtprozeß Herstellung ZB Antriebswelle ZB Antriebswelle nach Vorgabe funktionsgerecht... Teilprozeß: Material Schleifprozeß zuführen Teilprozeß: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring schleifen Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendicht... Teilprozeß: Antriebswelle reinigen Antriebswelle reinigen Teilprozeß: Material Montageprozeß zuführen Teilprozeß: Lager auf Welle montieren Kugellager auf auf Lagersitz Antriebswelle funk... Teilprozeß: Material abführen Mensch (Einrichter) Maschine für den Schleifprozeß einrichten Mensch (Bediener) Schleifprozeß starten Schleifprozeß überwachen Notwendige Prozeßkorrekturen vornehmen Geforderte Stückzahl produzieren Maschine (Schleifmaschine) Schleifscheibe auf geforderte Umfangsgeschwindi... Schlichtarbeitsgang nach Vorgabe durchführen Mitwelt Definierte Umgebungsbedingungen für Schleifproz... Material Geforderte Materialeigenschaften aufweisen Monteur Antriebswelle aus Ladungsträger entnehmen und i... Kugellager aus Ladungsträger nehmen und in Mont... Lagersitz nach Vorgabe fetten Montagevorgang auslösen Zusammenbau aus Montagevorrichtung entnehmen un... Montagevorrichtung Antriebswelle aufnehmen Kugellager aufnehmen Positioniergenauigkeit der Antriebswelle zum Ku... Fügevorgang funktionsgerecht ausführen Lager Muß in entsprechender Stückzahl verfügbar sein Fett haftet auf Lager und Welle nach VDA Seite 44

45 Beispiel: Systembaum "Fahrzeug" mit Funktionen System Subsystem Baugruppe Komponente Bauteil Merkmal Merkmalsausprägung Herstellungs- ^^^^^prozeß Einflußgrößen (5 M's) Fahrzeug gewährleistet störungsfreien Betrieb gemäß Karosserie... Triebstrang gewährleistet Vortrieb des Fahrzeuges... [Antriebswelle] Dichtet gegenüber Wellendichtring funktionsgerecht ab Kupplung gewährleistet Übertragung und Unterbrechung der Antriebs-leistung Motor erzeugt Antriebsleistung... Getriebe gewährleistet Drehmoment-Drehzahlwandlung in 5 Stufen... Getriebegehäuse dichtet den Ölraum zur Umgebung ab... Getriebegeh.- Lagerdeckel nimmt Wellendichtring auf... Haupt-/Abtriebswelle... Radsatz 5. Gang... Antriebswelle dichtet gegenüber Wellendichtring funktionsgerecht ab Vorgelegewelle... [Eigenschaften Lauffläche Wellendichtring] Verschleißrate einhalten Lagersitz Kugellager überträgt Kräfte vom Zahneingriff (Konstantenrad) auf den Kugel-lagerinnenring Lauffläche- Wellendichtring gewährleistet Ölfilmabbau für Wellendichtring Lagersitz Kurbelwelle... Eigenschaften Lauffläche- Wellendichtring Verschleißrate einhalten [Herstellprozeß Lauffläche Wellendichtring] Rauhtiefe der Lauffläche nach Auslegungsdaten schleifen Auslegungsdaten Lauffläche- Wellendichtring Durchmesser Rauheit Härte Rundlauf Laufflächenbreite chemische Beständigkeit Drallfreiheit Herstellungsprozeß Lauffläche-Wellendichtring Rauhtiefe der Lauffläche schleifen Methode Maschine Umfangsgeschwindigkeit erzeugen... Material Mensch Schleifscheibe einsetzen Verschleiß ermitteln Kugellager- Antriebswelle... Konstantenrad (5. Gang)... Mitwelt Vibrationsfreies Fundament bereitstellen Wellendichtring dichtet Ölraum gegen Umgebung leckagefrei ab... Keilwellenprofil gewährleistet Drehmomentübertragung... Meßmittel Geeignete Meßgenauigkeit aufweisen System-FMEAs System-Funktionen Schmiermittel chemische Verträglichkeit mit sämtlichen Werkstoff Konstruktions-FMEA Konstruktions-Eigenschaften Prozeß-FMEAs Prozeß-Funktionen nach VDA Seite 45

46 Erstellung und Nutzung von Fehlernetzen zur Risikoanalyse [Gesamtprozeß Herstellung ZB Antriebswelle ] ZB Antriebswelle fehlerhaft hergestellt [Teilprozeß: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring schleifen] Rauhtiefe Lauffläche Wellendichtring nicht nach Zeichnungsvorgaben hergestellt [Teilprozeß: Lager auf Welle montieren] Kugellager wird nicht vollständig auf Lagersitz aufgeschoben [Mensch (Einrichter)] falsches Bearbeitungsprogramm geladen [Mensch (Einrichter)] setzt zu kleine Schleifscheibe ein [Mensch (Bediener)] Werkzeugverschleiß nicht festgestellt [Maschine (Schleifmaschine)] Umfangsgeschwindigkeit zu niedrig [Maschine (Schleifmaschine)] Schlichtarbeitsgang wird nicht korrekt durchgeführt [Mitwelt] Schleifmaschine wird durch Erschütterungen benachbarter Maschinen beeinflußt [Antrieb] Antriebsdrehzahl zu gering [Antrieb] Antriebsleistung nicht ausreichend [Steuerung] führt Bearbeitungsprogramm nicht nach Vorgabe aus [Spannsystem] Werkstück nicht korrekt positioniert [Steuerung] führt Bearbeitungsprogramm nicht nach Vorgabe aus [Maschinenfundament] Schleifmaschine nicht ausreichend zum Umfeld isoliert Seite 46

47 Erstellung und Nutzung von Fehlernetzen zur Risikoanalyse [Teilprozeß: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring schleifen] Rauhtiefe Lauffläche Wellendichtring nicht nach Zeichnungsvorgaben hergestellt [Gesamtprozeß Herstellung ZB Antriebswelle ] ZB Antriebswelle fehlerhaft hergestellt [Monteur] spannt Kugellager schräg in Montagevorrichtung [Monteur] trägt zuwenig Fett auf [Teilprozeß: Lager auf Welle montieren] Kugellager wird nicht vollständig auf Lagersitz aufgeschoben [Monteur] trägt kein Fett auf [Montagevorrichtung] Positioniergenauigkeit der Antriebswelle zum Kugellager nicht gewährleistet [Montagevorrichtung] Fügevorgang wird nicht funktionsgerecht ausgeführt Fehlerfolge Fehler [Montagevorrichtung] Fügevorgang wird nicht vollständig ausgeführt Fehlerursache Seite 47

48 Ausgefülltes Formblatt (VDA 96) F M E A System Nummer: 1.2 Seite: 1/1 Typ/Model/Fertigung/Charge: ZB Antriebswelle Sach-Nummer: Verantwortlich: Erstellt: Änderungsstand: Firma: FMEA/Systemelement: Teilprozeß: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring schleifen Sach-Nummer: Verantwortlich: Erstellt: Änderungsstand: Firma: Verändert: Mögliche Fehlerfolgen B Mögliche Fehler Mögliche Fehlerursachen A Vermeidungsmaßnahmen Entdeckungsmaßnahmen E RPZ V/T Systemelement: Teilprozeß: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring schleifen Funktion: Lagersitz Kugellager und Lauffläche Wellendichtring nach Vorgabe schleifen [Gesamtprozeß Herstellung ZB Antriebswelle ] ZB Antriebswelle fehlerhaft hergestellt 8 Rauhtiefe Lauffläche Wellendichtring nicht nach Zeichnungsvorgaben hergestellt [Mensch (Einrichter)] falsches Bearbeitungsprogramm gela [Mensch (Einrichter)] setzt zu kleine Schleifscheibe ein [Mensch (Bediener)] nach VDA Seite 48