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FMEA 🚨 Fehler frühzeitig erkennen und vermeiden

FMEA Risiken senken Kunden begeistern

Was ist die FMEA – die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse?

Wie die Überschrift schon sagt, bedeutet FMEA Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse und ist eine vorbeugende Methode zur Fehlerdetektion und Fehlerprävention. Ziel der FMEA ist es also, Fehler in Produkten oder Prozessen zu vermeiden, bevor sie überhaupt entstehen, anstatt sie im Nachhinein korrigieren zu müssen. Die FMEA sollte schon in der Entwicklungsphase der Produktzyklen angewendet werden, um Kosten für die Fehlerkorrektur möglichst gering zu halten, denn je später ein Fehler erkannt wird, desto schwerer und kostenintensiver wird dessen Beseitigung. Dies besagt auch die Zehnerregel oder rule of ten, nach der die Kosten für unentdeckte Fehler in jeder durchgangenen Phase der Wertschöpfungskette (Beschaffung-Produktion-Absatz) um den Faktor zehn wachsen.

Was bringt die FMEA?

Die FMEA verfolgt das Ziel der Fehlervermeidung an Stelle der deutlich aufwendigeren Fehlerbehebung. Dadurch steigt die Qualität und Zuverlässigkeit des Produktes oder Prozesses und sinkt die Gefahr der zukünftigen Kostenentstehung und des Ansehensverlustes beim Kunden.

Die FMEA unterstützt zusätzlich das Risikomanagement in seinen drei zentralen Aufgaben, der Risikoanalyse, der Risikomessung und der Risikoüberwachung.

Hinsichtlich der Risikoanalyse bzw. Risikoidentifikation liefert die FMEA ein System, das nicht nur den Fehler an sich, sondern auch dessen Struktur, also die Art, die Folgen und die Ursachen des Fehlers, untersucht und somit Aussagen über Signifikanz und Risiko deutlich verbessert.

Durch die Bewertung der derzeitigen Kontrollmaßnahmen für diese Fehler angesichts der Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Fehlerursache, der Bedeutung dieser für den Kunden, und die Wahrscheinlichkeit der Entdeckung dieser Ursache, ergibt sich ein Schema zur Risikomessung und Risikobewertung.

Die sich daraus ergebenden Abstellmaßnahmen, sowie die Angabe des jeweiligen Verantwortlichen und die wiederholte Bewertung der verbesserten Kontrollmaßnahmen, tragen enorm zur Risikoüberwachung bei.

Zusammengefasst: Die FMEA spart Ihnen Geld durch vermiedene Fehler und steigert die Begeisterung Ihrer Kunden (Tipp! Hintergrundartikel zum Kano-Modell).

Verschiedene Arten der FMEA und deren Vorgehensweisen

Die FMEA kann in mehrere Arten unterteilt werden. Am geläufigsten sind die System-, die Konstruktions- und die Prozess-FMEA.

In der System-FMEA wird das Zusammenwirken von Komponenten oder Teilsystemen in einem komplexen System betrachtet. Schon bei der Systemgestaltung sollen potentielle Schwachstellen erkannt werden. Dabei wird besonders auf die Schnittstellen zwischen den einzelnen Komponenten und zwischen dem System mit der Umwelt geachtet. Die System-FMEA wird von der Entwicklungsabteilung durchgeführt und bildet die Grundlage der Konstruktions-FMEA.

Die Konstruktions-FMEA oder auch Design-FMEA zielt darauf ab, potentielle Fehler und Ausfälle während der Entwicklung und der Konstruktion offenzulegen und zu vermeiden. Die Analyse aller Bauteile oder Baugruppen des Systems dient dazu, die Fertigungs- und Montageeignung eines Produkts möglichst frühzeitig einzuschätzen. Die Konstruktions-FMEA wird von der Konstruktionsabteilung durchgeführt und bildet die Grundlage der Prozess-FMEA.

Die Prozess-FMEA ermittelt mögliche Schwachstellen im Produktions- oder Leistungsprozess, um die Qualität und Zuverlässigkeit eines Prozesses sicherzustellen. Die Prozess-FMEA wird von der Fertigungsabteilung durchgeführt.

Schritte einer FMEA

Im Folgenden werden nun die einzelnen Schritte der FMEA genauer beschrieben und erläutert. System-, Konstruktions- und Prozess-FMEA laufen dabei nach demselben Schema ab. Die Darstellung der FMEA erfolgt über ein Formblatt. Eine Excel-Vorlage des Formblatts, welches hier verwendet wurde, können Sie sich am Ende des Artikels kostenlos herunterladen. Zur besseren Veranschaulichung des Themas wurde das Formblatt einmal beispielhaft mit erfundenen Daten ausgefüllt.

FMEA Excel Vorlage Überblick

FMEA Excel Vorlage Überblick

Schritt 1: Beschreibung des Prozesses/Systems/Produktes

Voraussetzung für die spätere Analyse ist die genaue Dokumentation der Stammdaten. Hierzu werden alle Angaben zu dem betroffenen System/Prozess/Produktes sowie die Daten der Erstellung und Überarbeitung im oberen rechten Teil des Formblattes festgehalten.

Das Untersuchungsobjekt (System/Prozess/Produkt) wird nun in der ersten Spalte beschrieben. Dabei werden die Erwartungen an das Objekt bezüglich gewünschten Eigenschaften und Funktionen aufgelistet.

FMEA Excel Vorlage Anleitung Schritt 1

FMEA Excel Vorlage Anleitung Schritt 1

Im Beispiel wird eine Prozess-FMEA durchgeführt. Das Untersuchungsobjekt ist der Prozess Paketlieferung im Zusammenhang mit Online-Bestellungen. Die FMEA wurde am 15.01.15 von M. Maier aus der Verwaltungsabteilung veranlasst. In der ersten Spalte wurde der Prozess „Paketlieferung“ in seine einzelnen Schritte gegliedert und diese kurz beschrieben.

Schritt 2: Analyse möglicher Fehler, Folgen und Ursachen

Zuerst werden potentielle Fehler der zuvor beschriebenen Eigenschaften und Funktionen ihrer Art nach gesammelt und aufgelistet. Jeder Fehler wird dokumentiert, auch wenn sein Auftreten sehr unwahrscheinlich ist, wenig Auswirkungen hat, oder nur unter bestimmten Bedingungen erfolgt.

Daraufhin werden die möglichen Folgen dieser Fehler untersucht. Die Auswirkungen, die jeder Fehler für das Produkt oder für den Kunden verursacht, werden unter der Annahme des Fehlereintritts beschrieben.

Schließlich wird für jeden potentiellen Fehler festgehalten, wodurch er entstehen könnte, also welche denkbaren Ursachen für sein Auftreten von Bedeutung sind. Anhaltspunkte für mögliche Fehlerursachen können auch bekannte Fehler aus vergangenen Projekten sein. Da der nächste Schritt die Kontrollmaßnahmen für jede Ursache prüft, sollte die Beschreibung der Ursachen zwar vollständig aber dennoch knappgehalten sein.

FMEA Excel Vorlage Anleitung Schritt 2

FMEA Excel Vorlage Anleitung Schritt 2

Denkbare Fehler der Paketlieferung sind beispielsweise die Verspätung der Lieferung und die Beschädigung des Pakets. Als mögliche Folgen solcher Fehler werden unter anderem Kundenunzufriedenheit und schlechte Online-Bewertungen genannt. Schließlich wurden die potentiellen Ursachen der verspäteten Lieferung und der Paketbeschädigung beschrieben.

Schritt 3: Bewertung von Fehlern und Folgen

In diesem Schritt wird der derzeitige Zustand hinsichtlich der bereits vorhandenen Maßnahmen zur Fehlervermeidung bewertet.

Diese Maßnahmen werden korrespondierend zu ihren jeweiligen Ursachen in die Spalte „Kontrollmaßnahmen“ aufgenommen. Sie können zum Beispiel aus festgelegten Prüfvorschriften, Untersuchungen oder Labortests bestehen. Es werden aber lediglich Maßnahmen aufgeführt, die tatsächlich vollzogen werden, und nicht solche, die geplant sind oder für sinnvoll erachtet werden.

Nun wird für jede potenzielle Fehlerursache die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens im Zusammenhang mit der derzeitigen Kontrollmaßnahme bewertet. Die Skala hierfür geht von Note 1 bis 10, wobei 1 sehr unwahrscheinliches Auftreten und 10 sehr wahrscheinliches Auftreten bedeutet. Eine genaue Abgrenzung der Skalenwerte kann individuell festgelegt werden, sollte aber zur besseren Vergleichbarkeit für die gesamte FMEA einheitlich fortgeführt werden.

Anschließend wird die Bedeutung des Fehlers und dessen Folgen, falls dieser eintritt, aus Sicht des Nutzers oder Endverbrauchers für jede Fehlerursache bewertet. Unter den Fehlerfolgen sind konkrete Risiken oder Gefahren hinsichtlich der Funktionsfähigkeit oder Eigenschaften des Untersuchungsobjekts zu verstehen. Die Bedeutung wird ebenfalls mit einer Skala von 1 bis 10 gemessen. Eine 1 wird vergeben, wenn der Fehler keinerlei negative Folgen für den Nutzer aufweist und somit auch keine Bedeutung der Fehlerursache darstellt. Bei einer 10 verursacht der Fehler gravierende Folgen für den Endverbrauchen, deshalb ist die Bedeutung dieser Fehlerursache sehr hoch.

Im Anschluss muss noch die Wahrscheinlichkeit der Entdeckung der Fehlerursache gemessen werden. Bewertet wird hier, wie wahrscheinlich es ist, dass ein Fehler unter den derzeitigen Kontrollmaßnahmen bemerkt wird, bevor er den Kunden erreicht. Auch hierzu wird eine Skala von 1 bis 10 verwendet. Note 1 steht dafür, dass der Fehler sehr wahrscheinlich durch die Kontrollmaßnahmen entdeckt wird und Note 10 wird gegeben, wenn es äußerst unwahrscheinlich ist den Fehler rechtzeitig oder überhaupt zu entdecken.

Die letzte Spalte zur Bewertung des derzeitigen Zustands, stellt die Risikoprioritätszahl (RPZ) dar. Sie misst das Gesamtrisiko einer möglichen Fehlerursache und ermittelt sich aus dem Produkt der Werte für das Auftreten, für die Bedeutung der Fehlerfolgen und der Entdeckungswahrscheinlichkeit. Folglich kann die RPZ einen Wert zwischen 1 und 1000 annehmen. Ein Wert von 1 bedeutet keinerlei Risiko der möglichen Fehlerursache, während eine RPZ von 1000 ein sehr hohes Risiko darstellt.

Je höher die Risikoprioritätszahl einer potenziellen Fehlerursache also ist, desto größer ist der Handlungsbedarf für diese. Man kann schließlich die Fehlerursachen nach der Höhe der RPZ ordnen, und hat somit eine Rangfolge dafür, welche Fehlerursache am dringlichsten beseitigt werden muss.

FMEA Excel Vorlage Anleitung Schritt 3

FMEA Excel Vorlage Anleitung Schritt 3

In diesem Beispiel wurden vier Kontrollmaßnahmen genannt von denen nach der Berechnung der Risikoprioritätszahl zwei Maßnahmen deutlich risikobelastet waren, nämlich das Hören des Verkehrsfunks in Bezug auf die Lieferverspätung und die Kontrollen beim Einpacken hinsichtlich der Paketbeschädigung.

Schritt 4: Beschreibung der Abstellmaßnahmen

Zu jeder Fehlerursache wird nun eine neue Maßnahme entwickelt um potentielle Fehler und Risiken zu verhindern. Diese werden in die Spalte „empfohlene Abstellmaßnahmen“ aufgenommen. Dabei gibt die Risikoprioritätszahl die Reihenfolge der Bearbeitung an. Falls die RPZ sehr niedrig ist, muss keine Abstellmaßnahme gefunden werden. Um die bestmöglichste Verbesserung zu erzielen, sollte bei der Maßnahmenfindung auf die einzelnen Komponenten der RPZ eingegangen werden. Zum Beispiel sollten sich, bei einem Fehler der häufig unentdeckt bleibt die Maßnahmen auf erhöhte Kontrollen richten.  Bei schwerwiegenden Folgen für den Kunden, also großer Bedeutung der Fehlerursache, sollte man überlegen, die Fehlerursache durch Produktverbesserungen, anstatt aufwändigen Kontrollmaßnahmen, zu beseitigen. Allgemein sollte auch darauf geachtet werden, dass die Maßnahmen, wenn möglich, auf die Fehlervermeidung und nicht nur auf die Fehlerkorrektur abzielen.

Nachdem die Abstellmaßnahmen bestimmt wurden, ist es nun wichtig festzulegen, wer die Verantwortung hinsichtlich der neuen Kontrollmaßnahmen innehat. Für jede beschlossene Maßnahme wird eine Person oder ein Team als Verantwortlicher ausgewählt. Dies ist auch sinnvoll, um später bei der Bewertung des verbesserten Zustands leichter nachvollziehen zu können, woraus sich eventuelle Schwierigkeiten, Probleme oder Hindernisse ergeben haben.

In den nächsten Spalten wird nun der verbesserte Zustand analysiert und bewertet. Dies dient vor allem dazu, die getroffenen Maßnahmen auf ihren Erfolg zu prüfen und zu dokumentieren. In der ersten Spalte werden die Kontrollmaßnahmen eingetragen, die auf Grund der neuen Abstellmaßnahmen vorgenommen werden. Zu diesen Maßnahmen werden wie zuvor Auftreten, Bedeutung und Entdeckung gemessen und schließlich die neue Risikoprioritätszahl berechnet. Falls sich die Risikoprioritätszahl deutlich verkleinert hat, ist das ein Zeichen, dass die Maßnahmen erfolgreich. Wenn das Restrisiko jedoch zu hoch ist, besteht noch Verbesserungsbedarf. Die Differenz zwischen der alten und der neuen RPZ kann als Maß für die Qualitätssteigerung und Risikominderung verwendet werden.

FMEA Excel Vorlage Anleitung Schritt 4

FMEA Excel Vorlage Anleitung Schritt 4

Beispielsweise wurde für die verspätete Lieferung als Abstellmaßnahme eine genauere Routenplanung und zur Kontrolle dieser Maßnahme die Dokumentation und Messung der folgenden Lieferverspätungen beschlossen. Die RPZ ist von 140 auf 60 gesunken und ist nun in einem akzeptablen Bereich. Für die Kontrollen beim Einpacken wurde ein Lehrgang zur Steigerung des Qualitätsbewusstseins der Mitarbeiter vorgeschlagen und nach dem durchgeführten Lehrgang wurde eine neue RPZ von 96 berechnet. Im Vergleich zu dem alten Wert von 336 ist auch bei dieser Maßnahme das Risiko deutlich gemindert worden.

Kritik an der FMEA

Der naheliegendste Nachteil der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse ist sicher der hohe zeitliche, personelle und teilweise auch kostenintensive Aufwand. Dieser ist dem hohen Detailierungsgrad der Analyse geschuldet. Falls diese Genauigkeit jedoch nicht vorhanden ist und die FMEA nur oberflächlich durchgeführt wird, liefert sie auch keine umfassenden Erkenntnisse. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich dadurch, dass Mitarbeiter ihre eigene Arbeit analysieren und möglicherweise kritisieren müssen. Dabei fällt es vielen sicherlich schwer objektiv vorzugehen. Auch wenn Mitarbeiter negative Folgen für sich oder für Kollegen befürchten, sind sie vermutlich nicht dazu bereit Fehler oder deren Ursachen aufzudecken, sodass die Analyse ihr volles Potential nicht ausschöpfen kann.

Ein stichhaltiger Vorteil der FMEA ist sicherlich das Kosteneinsparungspotenzial. Potenzielle Fehler werden frühestmöglich erkannt und beseitigt und verhindern somit hohe Kosten der Fehlerbeseitigung. Durch die FMEA verbessert sich die Qualität der Produkte oder Prozesse, sodass auch die Kundenzufriedenheit erheblich steigt. Zudem wird die Leistungsfähigkeit und das Qualitätsbewusstsein der Mitarbeiter gestärkt. Die aus der Analyse gewonnenen Erkenntnisse können in anderen Bereichen oder für die Zukunft als Hilfsmittel dienen. Zudem ist die FMEA ein sehr systematisch und einfach zu verstehendes Verfahren.

 

Zusammenfassung FMEA

Die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse ist eine wichtige Methode, um nicht nur Fehler zu erkennen und zu vermeiden, sondern auch langfristig Kosten einzusparen und die Qualität und Zuverlässigkeit der Produkte oder Prozesse zu steigern.

Trotz des relativ hohen Aufwands, bietet die FMEA einen tiefen Einblick in die Risikobelastung eines Produktes oder Prozesses und hilft diese zu beheben. Langfristig führt sie dazu, Produkte und Prozesse nachhaltig zu verbessern.

Es grüßt aus Bayreuth,
Axel Schröder

Bildquelle: fotolia.com © Photoboyko

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