Integration von FMEA in den Anforderungsmanagementprozess

Transkript

1 Integration von FMEA in den smanagementprozess FMEA AM- Prozess München, 01./ ; Klaus Lamm ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH

2 Inhalt 1 Kurzvorstellung ESG 2 AM <> FMEA - Ausgangssituation (Wie wird es häufig gelebt?) 3 Parallelen AM-Prozess / FMEA 4 smanagementprozess (TOP-DOWN) 5 Vermeidungs- / Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess 6 Konsolidierung von AM-Prozess und FMEA 2

3 ESG Daten und Fakten ESG Gruppe Daten und Fakten ESG Standorte Mitarbeiter Umsatz 252 Millionen Euro (2014) Beteiligungen ESG Automotive Electronics Co. Ltd. China (100%) ESG Automotive Inc. (100%) ESG Consulting GmbH (100%) ServiceXpert GmbH (100%) Automotive Division Daten & Fakten Ankara, Brüssel, Detroit, Shanghai, Fürstenfeldbruck, Berlin, Ingolstadt, Koblenz, Köln, München, Rüsselsheim, Stuttgart, Wolfsburg, etc. Branchenübergreifender Technologietransfer Mitarbeiter Automotive 840 Aerosystems Umsatz Automotive Referenzen Mitgliedschaften 107 Millionen Euro (2014) Audi, Autoliv, BMW, Bosch, Chrysler, Continental, DAF, Daimler, Delphi, Denso, Ford, Hella, Infiniti, Jaguar, JCI, Lear, Magna, Magneti Marelli, MAN, Nissan, OPEL, General Motors, Porsche, PSA Peugeot Citroën, Renault, Seat, Smart, Skoda, Valeo, Volvo, Volkswagen, ZF Autosar, Car2Car Consortium Comasso, Systematic Genivi Systementwicklung Embedded 44% Training 4% Beratung 9% Technologietransfer Systementwicklung IT 16% Technische Dienstleistungen 18% Büros Detroit, Fürstenfeldbruck, Hamburg, Ingolstadt, Köln, München, Rüsselsheim, Shanghai, Stuttgart, Wolfsburg Automotive Logistik 8% Missionssysteme Land/See 3

4 ESG Geschäftsfelder mit Beispielen Aerosystems Missionssysteme Automotive Einsatz- und Missionssysteme Einsatzsysteme Embedded Software Simulation und Ausbildung Führungssysteme Connected Car Qualitäts-/Prozessmanagement Cyber Security 4

5 Ausgangssituation Häufige Ausgangssituation: Ø Ø Ø FMEA und smanagement sind häufig nicht verzahnt FMEA wird häufig nach fertiggestelltem sset durchgeführt Synergien zwischen TOP-DOWN smanagement und Funktionsanalyse der FMEA werden nicht genutzt FMEA AM- Prozess FMEA und smanagement laufen häufig getrennt voneinander ab. 5

6 Ausgangslage Rückfluss der FMEA-Ergebnisse in den AM-Prozess findet häufig nicht statt. 6

7 Ausgangslage Nachteile: Ø Erweiterte/Überarbeite Funktionen und Besondere Merkmale während den FMEA-Sitzungen werden oft nicht im Lastenheft / Pflichtenheft berücksichtigt. Ø Erarbeitete FMEA-Fehlervermeidungsmaßnahmen fließen oft nicht ins Lastenheft / Pflichtenheft. Ø Erarbeitete FMEA-Entdeckungsmaßnahmen werden häufig nicht in Testcase überführt. Ø Parallelen im Prozess werden nicht genutzt. Synergien werden häufig nicht genutzt. 7

8 Parallelen AM-Prozess / FMEA FMEA Prozess (vereinfacht) AM Prozess (vereinfacht) Lastenheft - struktur Ø Darstellung von AM-Prozess und FMEA-Prozess im Vergleich (Konsolidierung) Testfall / Absicherung Strukturanalyse Funktionsanalyse Fehleranalyse Maßnahmenanalyse und Optimierung soptimierung 8

9 smanagement (TOP-DOWN) Ø Durchgängigkeit der muss gegeben sein Ø Zu jeder durchgängige Verknüpfung über Eltern-Kind Ø Testerstellung wird aus abgeleitet. System Testfallerstelllung Testspezifikation System Dekomposition Teilsystem Testfallerstelllung Testspezifikation Teilsystem Dekomposition Testfallerstelllung Testspezifikation 9

10 smanagement (TOP-DOWN) Ø Beispiel Anf. System Das Fahrzeug muss an einer Steigung von 30% ruckelfrei anfahren können. Testfallerstelllung Testfall System Das beladene Fahrzeug muss am Fahrzeugprüfstand mit Simulation 30% anfahren können Anf. Teilsystem Der Motor muss ein Moment von yyy Nm stellen können. Testfallerstelllung Testfall Teilsystem Das Motormoment von yyy Nm muss auf dem Motorprüfstand nachgewiesen werden. Dekomposition Dekomposition Anf. Die Kurbelwelle muss die Pleuelkräfte in ein Moment von yyy Nm wandeln können. Testfallerstelllung Testfall Komp. Die Kurbelwelle muss auf Dauerfestigkeit bei Moment zzz Nm getestet werden. 10

11 Einbindung FMEA in AM-Prozess Ø Umformulierung als Funktion (wo möglich) System Ableitung der Funktion Funktion System Dekomposition Teilsystem Funktionsanalyse Ableitung der Funktion Funktion Teilsystem Dekomposition Funktionsanalyse Ableitung der Funktion Funktion 11

12 Einbindung FMEA in AM-Prozess Ø Umformulierung als Funktion (wo möglich und sinnhaft) Anf. System Das Fahrzeug muss an einer Steigung von 30% ruckelfrei anfahren können. Ableitung der Funktion Ruckelfrei anfahren Funktion System Dekomposition Anf. Teilsystem Funktionsanalyse Funktion Teilsystem Der Motor muss ein Moment von yyy Nm stellen können. Ableitung der Funktion Drehmoment erzeugen Dekomposition Anf. Funktionsanalyse Funktion Die Kurbelwelle muss die Pleuelkräfte in ein Moment von yyy Nm wandeln können Ableitung der Funktion Translatorische Kräfte in Drehmoment wandeln 12

13 Darstellung in Software 13

14 Vermeidungsmaßnahmen im FMEA-Prozess Ø Durchgängigkeit der Funktionen (Funktionsnetz) muss gegeben sein Ø Ermittlung potentieller Fehlfunktionen Ø Entwicklung von Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen Funktion System Fehleranalyse Fehlerfolge (System) System Funktionsanalyse Funktion Teilsystem Fehleranalyse Fehler (Teilsystem) Teilsystem Funktionsanalyse Funktion Fehlerursache () Entdeckungsmaßnahme Vermeidungsmaßnahme Fehleranalyse 14

15 Vermeidungsmaßnahmen im FMEA-Prozess Ruckelfrei anfahren Funktion System Fehleranalyse Fehlerfolge System Fahrzeug fährt nicht an. Indirekt Vermeidung Fehlerfolge Funktionsanalyse Funktion Teilsystem Drehmoment erzeugen Fehleranalyse Fehler Teilsystem Drehmoment wird nicht erzeugt Indirekt Vermeidung Fehler Funktion Fehlerursache Funktionsanalyse Vermeidungsmaßnahmen Translatorische Kräfte in Drehm. wandeln Drehmoment wird nicht gewandelt (Bauteil reißt) 1) Simulation der Kurbelwelle 2) Materialanforderungen (Festigkeit, Reinheit). 15

16 Vermeidungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Einsteuern der Vermeidungsmaßnahme in Lastenheft/Pflichtenheft Ø Abgleich von Eltern-en; ggf. Änderung oder Neuerstellung System Abgleich Teilsystem Abgleich Entdeckungsmaßnahme Vermeidungsmaßnahme Vermeidungsmaßnahme à 16

17 Vermeidungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Abgleich von Eltern-en; ggf. Änderung oder Neuerstellung Ø Änderung übergeordneter en sollten die Ausnahme bleiben. Die FMEA ist hier geeignet zur Validierung des Lastenheftes / Pflichtenheftes. Abgleich Anf. System Vorgaben für Serienabnahme von Fahrzeugen müssen eingehalten werden. Anf. Teilsystem Die zul. Schwankungen der Motorleistung dürfen den Wert xxx nicht überschreiten. Abgleich Anf. Vermeidungsmaßnahme Materialanforderungen (Festigkeit) verbessern Entdeckungsmaßnahme Vermeidungsmaßnahme à Die Festigkeit des Materials muss xyz sein. 17

18 Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Einsteuern der Entdeckungsmaßnahme in Testspezifikation Ø Überprüfung ob indirekte übergeordnete Tests existieren (z.b. Teilsystem / Systemebene) (in seltenen Fällen Definition/Abänderung eines neuen übergeordneten Testfalls) Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests Testspezifikation System Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests Testspezifikation Teilsystem Entdeckungsmaßnahme Vermeidungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme à Testfall Testspezifikation 18

19 Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Validierung der Testspezifikation gegen die auf Systemebene Ø Verifikation der Testspezifikation gegen die auf Detailebene Ø ZIEL: kein Testfall darf ohne existieren (durchgängiges V-Modell) System Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Validierung Tests Testspezifikation System Traceability Teilsystem Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Verifikation Tests Testspezifikation Teilsystem Traceability Entdeckungsmaßnahme Vermeidungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme Verifikation à Testfall Testspezifikation 19

20 Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Beispiel anhand Materialprüfung Ø Entdeckungsmaßnahme aus Fehlfunktion wird in Testfälle abgeleitet Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests Testfall System Belastungstest am Rollenprüfstand durchführen Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests Testfall Teilsystem Belastungstest am Motorprüfstand durchführen Vermeidungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme Materialprüfung durchführen Entdeckungsmaßnahme à Testfall Testfall Komp. Torsions- / Biegeprüfung durchführen 20

21 Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Beispiel anhand Materialprüfung Anf. System Vorgaben für Serienabnahme von Fahrzeugen müssen eingehalten werden. Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests Validierung Testfall System Belastungstest am Rollenprüfstand durchführen Anf. Teilsystem Die zul. Schwankungen der Motorleistung dürfen den Wert xxx nicht überschreiten. Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Verifikation Tests Testfall Teilsystem Belastungstest am Motorprüfstand durchführen Vermeidungsmaßnahme Anf. Entdeckungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme Materialprüfung Die Festigkeit des àverifikation Testfall durchführen Materials muss xyz sein. Traceability Traceability Testfall Komp. Torsions- / Biegeprüfung durchführen 21

22 FMEA - AM- und Q-Prozesse Konsolidierung AM-Prozess und FMEA Firmenstandard, Gesetze GWK Zielwerte Kundenanforderungen Maximale Ausfallraten techn. Randbedingungen Erstellung LH Grobspezifikation Wandlung àfunktion Funktionen a.d. Funktionsnetz Vermeidungsmaßnahmen Besondere Merkmale Wandlung Funktionà Vermeidungsmaßn, à Erstellung FMEA Wandlung Entdeckungsm.àTestcase Entdeckungsmaßnahmen Erstellung LH Feinspezifikation Erstellung Testcases Entwicklungsprodukt/-system Entwicklung Testcases 22

23 FMEA - AM- und Q-Prozesse Konsolidierung AM-Prozess und FMEA Erstellung LH anfragefrei FMEA erstellen Systemstruktur LH entwicklung s-zielfrei erstellen Erstellen Testcases Entwicklung Funktionsnetz Funktionen a.d. Funktionsnetz Besondere Merkmale Fachwissen Begleitende Dokumente Fehlernetz Fehlfunktionen a.d. Fehlernetz Besondere Merkmale Strukturanalyse Funktionsanalyse Fehleranalyse Maßnahmenanalyse und Optimierung Vermeidungsmaßnahmen Entdeckungsmaßnahmen 23

24 FMEA - AM- und Q-Prozesse Konsolidierung AM-Prozess und FMEA Synergien zwischen FMEA und AM sind verzahnt. 24

25 FMEA - AM- und Q-Prozesse Konsolidierung /Vorteile Vorteile: Ø Ø Ø Ø FMEA und smanagement sind verzahnt FMEA dient zur Verifikation der en FMEA-Vermeidungsmaßnahmen sind in en überführt FMEA-Entdeckungsmaßnahmen sind in Testcase überführt FMEA AM- Prozess Verzahnung von AM-Prozess und FMEA-Prozess senkt Entwicklungsrisiken und nachträgliche Änderungen. 25

26 Kontakt Klaus Lamm (Dipl.-Ing.) Projekt- und Qualitätsmanager Six-Sigma Black-Belt (DMAIC) Qualitätsmanagement-Auditor (QMA-TÜV) Tel: 089 / klaus.lamm@esg.de Karl Förstle (Dipl.-Ing, Dipl.-Wirtsch.-Ing.) Six-Sigma Black-Belt (DFSS) Lean-Master FMEA-Moderator Tel: 089 / karl.förstle@esg.de ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH Division Automotive Abteilung Qualität Frankfurter Ring 211 D München Zertifizierungen nach: DIN EN 9100 DIN EN ISO 9001 DIN EN ISO Luftfahrtbetrieb für Luftfahrtgerät der Bundeswehr Luftfahrttechnischer Betrieb nach: EASA Part 21G EASA Part 21J EASA Part