Neue Forderungen der VDA zum FMEA-Prozess.

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Catrin Britta Schneider
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1 QM Neuerungen und Trends Neue Forderungen der VDA zum FMEA-Prozess. VDA 4 Produkt- und Prozess-FMEA. 26. Juni 2008, Ing. Peter Gritsch, Merten Management GmbH

2 VDA neu - FMEA-Ablauf nach DAMUK D FMEA - Themen auswählen und planen A Risken identifizieren, bewerten und optimieren M Maßnahmen entscheiden U Maßnahmen umsetzen, FMEA aktualisieren und abschließen Quelle: VDA K Ergebnis verdichten und kommunizieren

Maßnahmen entscheiden U Maßnahmen umsetzen, FMEA aktualisieren

3 Risikomatrix (Themenauswahl & Priorisierung) Quelle: VDA 0 Risiko trifft nicht zu 1 Risiko trifft im geringen Maße zu 3 Risiko trifft zu 9 Risiko trifft im besonderen Maße zu

4 Funktions- & Fehleranalyse Herstellbarkeit / Montierbarkeit Funktionsanalyse Das Zusammenwirken von Funktionen muss dargestellt werden (z.b. Funktionsnetz/-struktur/-baum, Fluss-/ Ablaufdiagramme) Fehlerfolgen und Fehlerursachen müssen eindeutig beschrieben sein Formulierungen wie: Nichterfüllung defekt, kaputt n.i.o. werden nicht mehr akzeptiert Rohmaterial lt. Auftrag bereitstellen Maschine lt. Auftrag einstellen Grat<= 0,05 mm Maschine defekt kaputt n.i.o. eindeutige Identifizierung des Rohmaterials sicherstellen opimierte / eindeutige Lagerung von Rohmaterial Maschinenparameter ausreichende Werkzeugwartung

rkeit Funktionsanalyse Das Zusammenwirken von Funktionen muss dargestellt werden (z.b.

5 Bewertung Produktgruppenspezifische Bewertungskataloge sind zu erstellen und abzustimmen Die Bewertung der Fehlerfolge ist mit dem Kunden abzustimmen Wenn die Fehlerfolge nicht bekannt ist, ist B mit 10 zu bewerten! Wenn keine Vermeidungs- oder Entdeckungsmaßnahmen definiert sind: muss A/E jeweils mit 10 bewertet werden Eine starre RPZ als Eingriffsgrenze ist nicht sinnvoll Bewertungsmaßstäbe können unterschiedlich sein Zusammensetzung ist zu berücksichtigen

Wenn keine Vermeidungs- oder Entdeckungsmaßnahmen definiert sind: muss A/E jeweils mit 10 bewertet werden Eine

6 Maßnahmenstatus Jeder Maßnahme ist ein Verantwortlicher / Termin zuzuordnen, oder die entsprechenden Dokumente anzuführen (DVP&R, CP, ) Der Status der Maßnahmen ist festzuschreiben (Beispiel) a) unbearbeitet, in Planung b) in Entscheidung c) in Umsetzung d) abgeschlossen e) verworfen

Der Status der Maßnahmen ist festzuschreiben (Beispiel) a)

7 Kommunikation Zwischen-/Abschlussberichte zur FMEA sind mit folgenden Inhalten zu erstellen Umfang der FMEA Entscheidung über Maßnahmen Weiterer Optimierungsbedarf Absicherung der Risiken Wissensmanagement ist zu verankern und nachzuweisen Item OPERATION NUMBER PFMEA RPN REDUCTION SUMMARY - Part Number: AGW-2804, Supplier Name: Steyr Powe COMBINED RPN OPERATION SUMMARY TOTAL NUMBER OF CAUSES # OF CAUSES > 40 HIGHEST INDIVIDUAL RPN OPERATION NUMBER MONTHLY COMPARISONS OF OPERATION TOTAL BASELINE Month Year RPN (Progn.) Month Year RPN TOTAL TOTAL RPN Reduction Plan - Top Ten Oper. / STA. # RPN Value Function & Failure Mode Recommended Action(s) Compl. Date Responsibility Arbeitsanw eisungen mit dem Bischof / OMQ, Anlauffläche w ird beschädigt KW 26/2001 Vorgehen, w enn Unw ucht mit Simon / PQP Überprüfung der Anzahl von i.o fehlerhaftes Teil w ird verpackt KW 17/2002 Bischof / OMQ Aggregaten mit der Anzahl an unzureichende Sensor (Endschalter) anbringen, KW 38/2001 Kaiser / OMP Schw eißverbindung w omit Schlupf erkannt w ird, unzureichende A-Maß Lehre vorsehen - für Bischof / OMQ, KW 21/2001 Schw eißverbindung Einstellteil, zumindest bei Kaiser / OMP, Aggregate w erden auf Festlegen, ob Aggregat mit oder KW 17/2002 Kaiser / OMP Werkstückträger vertauscht ohne WT entnommen w erden Grenzmuster mit max Rissbildung KW 23/2001 Kaiser / OMP Überdeckung auf Rissbildung beschädigte AGW w ird verpackt Riefe auf Welle / Spanbildung / Gebinde abstimmen (optimal: KW 26/2001 Lammer / OIV Lager w ird beschädigt Tiefziehfolie und KLT) Riefe auf Welle / Spanbildung / Lager w ird beschädigt Riefe auf Welle / Spanbildung / Abstimmung, FMEA durch KW 26/2001 Lammer / OIV Lager w ird beschädigt Lieferanten Baseline Total Number of Causes Range Summary Month, Year (Prognose) Month Month, Year Month, Yea

CAUSES # OF CAUSES > 40 HIGHEST INDIVIDUAL RPN OPERATION NUMBER MONTHLY COMPARISONS OF OPERATION TOTAL BASELINE Month Year RPN (Progn.

8 Know-how-Schutz & MmbB Produkt- und Prozess-FMEAs sind grundsätzlich nicht an den Kunden zu übergeben, sofern nicht vereinbart Achtung: Amerikanische Automobilindustrie sieht es anders PPAP Fourth Edition Wesentliche Ergebnisse müssen jederzeit präsentiert werden können Merkmale mit besonderer Bedeutung (MmbB) sind zu definieren, zu kennzeichnen und zu analysieren Kennzeichnung entsprechend IATF wird empfohlen sicherheitsrelevant: funktionsrelevant:

Ergebnisse müssen jederzeit präsentiert werden können Merkmale mit besonderer Bedeutung (MmbB) sind zu

9 Zusammenhang zu anderen Methoden / Ergänzungen vorgelagert Quality Funktion Deployment (QFD) Funktionsanalyse (FktA) FMEA (DRBFM, FMEDA) Weitere Ergänzungen im VDA-Heft Besondere Regelungen / Ergänzungen gibt es für ergänzend Fehlerbaumanalyse (FTA) Ereignisbaumanalyse (ETA) Statistische Prozessregelung (SPC) Wertanalyse (WA) Statistische Versuchsplanung (DoE) DRBFM: Design Review Based on Failure Mode FMEDA: Failure Mode. Effect and Diagnostics Analysis mechatronische Systeme (Umgang mit Scheinfehlern, Notlaufbetrieb, Fehlersuche im Kundenbetrieb, Fahrerinformation, ) Software (Betrachtungsschwerpunkt: Gesamtsystem) Maschinen (= Produkt-FMEA) Neue Bewertungskataloge Checkliste für die Beurteilung einer FMEA

(DoE) DRBFM: Design Review Based on Failure Mode FMEDA: Failure Mode.

10 DRBFM (Design Review Based on Failure Mode)

11 FMEDA (Failure Mode, Effect and Diagnostics Analysis) Beurteilung der Funktionalen Sicherheit nach IEC / IEC mit dem Ziel Schutz von Mensch/Lebewesen Schutz der Umwelt Klassifizierung des Sicherheitsrisikos in 4 Stufen SIL: SicherheitsIntegritätsLevel PFD: Probability of Failure on Demand / gefährliche Versagenswahrscheinlichkeit SIL SIL 1 SIL 2 SIL 3 SIL 4 PFD average (Ausfallwahrscheinlichkeit/Jahr) 10-2 < < < < 10-4

SIL: SicherheitsIntegritätsLevel PFD: Probability of Failure on Demand / gefährliche Versagenswahrscheinlichkeit

12 FMEA für mechatronische Systeme Systeme, die aus Hard- und Software bestehen Die durch Diagnose- und Überwachungsfunktionen erhaltenen Funktionen sollen genutzt werden, um Fehlerfolgen abzumildern (Notlaufbetrieb) den Fahrer zu informieren im Service die Fehlersuche und behebung zu erleichtern Bei der Fehleranalyse wird zwischen folgenden Fehlerarten unterschieden: Scheinfehler : Ausfall im Anforderungsfall : Schlafender Fehler : es werden Fehler erkannt, die gar nicht vorliegen Fehler wird bei Vorliegen nicht erkannt es kommt zur Fehlerüberlagerung, die sich gegenseitig beeinflussen (eher FTA)

Bei der Fehleranalyse wird zwischen folgenden Fehlerarten unterschieden: Scheinfehler : Ausfall im Anforderungsfall : Schlafender Fehler : es werden

13 Maßnahmengruppen bei mechatronischen Systemen Es wird empfohlen, zwischen folgenden Maßnahmengruppen zu unterscheiden: Vermeidungsmaßnahmen Entdeckungsmaßnahmen Entwicklung Bauteilauslegung aufgrund Erfahrung / Berechnung, Verwendete Materialien, Notlaufbetrieb, Bereitstellung von Ersatzwerten, Warnmeldungen Reparaturanleitung (Bewertung kann mit Reparaturaufwand korrespondieren Tests und Erprobungen (Softwaretests, Prüfstandtests, Fahrzeugdauerläufe, ) Kundenbetrieb Watchdogs, Plausibilitätsprüfungen, Prüfsummen (CRC), Vergleichsfunktion Service Diagnosefunktionen, Fehlerspeicher, Auslesen durch Testgeräte in Werkstatt

Warnmeldungen Reparaturanleitung (Bewertung kann mit Reparaturaufwand korrespondieren Tests und Erprobungen (Softwaretests, Prüfstandtests,

14 Beispiel Scheinfehler

15 Beispiel Ausfall im Anforderungsfall

16 Beispiel Schlafender Fehler

17 Software FMEA Einsatzgebiet der FMEA bei Softwareentwicklungen liegt bei der Validierung der Anforderungen bei der Systemabnahme im Fahrzeug Es werden schwerpunktmäßig die Auswirkung auf das Gesamtsystem Darstellung des Zusammenwirkens von Software- Modulen im Gesamtsystem Einschätzung der Risiken von Software-Modulen betrachtet

schwerpunktmäßig die Auswirkung auf das Gesamtsystem Darstellung des

18 FMEA im Software-Entwicklungsprozess Einsatzgebiet der FMEA Anforderungsentwicklung FZG-Abnahmetest Validierung Systemabnahme Einsatzgebiet der FMEA Verifizierung Architekturentwicklung Systemtest Systemintegration Implementierung Produktest Funktions/ Modultest Designerarbeitung Produktintegration Funktions-, Modulintegration Quelle: VDA

Architekturentwicklung Systemtest Systemintegration Implementierung Produktest

19 FMEA für Maschinen-/Anlagenhersteller Die Vorgehensweise bei einer Maschinen-FMEA entspricht der einer Produkt-FMEA Wenn die Maschine im Rahmen einer Prozess-FMEA als Risiko identifiziert wurde ist für die Maschine eine Produkt-FMEA zu erstellen Eigene Bewertungstabellen sind zu entwickeln Werkzeug-FMEA (Vorrichtungs-FMEA, Anlagen-FMEA) Vermeidungsmaßnahmen Entdeckungsmaßnahmen Beschreibung der techn. Auslegung Werkzeug-, Vorrichtungs-, (Material, Dimension, Form, Spiel) Anlagenabnahme Vergleich mit ähnl. Werkzeugen, Simulationen, Berechnungen für das Vorichtungen, Anlagen Werkzeug Wartungs- und Produkt- und Prozessfreigabe Instandhaltungsvorgaben (Erstbemusterung) Erfahrungen (durch z.b. Konstruktionsrichtlinien)

Vermeidungsmaßnahmen Entdeckungsmaßnahmen Beschreibung der techn. Auslegung Werkzeug-, Vorrichtungs-, (Material, Dimension, Form, Spiel) Anlagenabnahme Vergleich mit ähnl.

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