Wiederverwendung von vorhandenen FMEAs
Eine FMEA ist oft der erste Schritt einer Systemzuverlässigkeitsstudie. Dabei werden so viele Komponenten, Baugruppen und Subsysteme wie möglich überprüft, um Fehlerursachen und deren Auswirkungen zu identifizieren. Für jede Komponente werden die Ausfallmodi und ihre Auswirkungen auf den Rest des Systems in einem speziellen FMEA-Arbeitsblatt aufgezeichnet. Es gibt zahlreiche Varianten solcher Arbeitsblätter. Eine FMEA kann eine qualitative Analyse sein, kann aber auch auf eine quantitative Basis gestellt werden, wenn mathematische Fehlerratenmodelle mit einer statistischen Fehlerraten-Datenbank kombiniert werden. FMEA Analysen können mit Fehlerbäumen verknüpft werden und zum Aufbau eines Zuverlässigkeitsmodells verwendet werden. So entsteht eine kontinuierliche Wissensdatenbank, die von der Wiederverwendung der Informationen aus der Analyse profitiert. Hier lernt das System aus bereits gemachten Erfahrungen und setzt diese ein, um die Ergebnisse immer weiter zu optimieren.
Definition und Herkunft der FMEA
Die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) ist ein schrittweiser Ansatz, um alle möglichen Fehler in einer Konstruktion, einem Herstellungs- oder Montageprozess oder einem Produkt oder einer Dienstleistung zu identifizieren. "Ausfallmodi" bezeichnet die Art und Weise oder die Modi, in denen etwas versagen könnte. Ausfälle sind Fehler oder Mängel, insbesondere solche, die den Kunden betreffen und potentiell oder tatsächlich auftreten können. Die "Wirkungsanalyse" bezieht sich auf die Untersuchung der Folgen dieser Fehler. Fehler werden danach priorisiert, wie schwerwiegend ihre Folgen sind, wie häufig sie auftreten und wie leicht sie erkannt werden können. Der Zweck der FMEA Analyse ist es, Maßnahmen zu ergreifen, um Fehler zu beseitigen oder zu reduzieren, beginnend mit denjenigen mit der höchsten Priorität.
Die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse dokumentiert auch das aktuelle Wissen und Handeln über die Risiken von Fehlern zur kontinuierlichen Verbesserung. Die FMEA wird bei der Konstruktion eingesetzt, um Ausfälle zu vermeiden. Später wird es zur Kontrolle vor und während des laufenden Betriebs des Prozesses verwendet. Im Idealfall beginnt die FMEA bereits in den ersten konzeptionellen Phasen des Designs und setzt sich über die gesamte Lebensdauer des Produkts oder der Dienstleistung fort. Eingeführt in den 1940er Jahren durch das US-Militär, wurde die FMEA von der Luft- und Raumfahrtindustrie und der Automobilindustrie weiterentwickelt. Mehrere Branchen halten formale FMEA-Standards ein.
Funktionsanalysen werden als Input benötigt, um auf allen Systemebenen, sowohl für die funktionale FMEA als auch für die Hardware-FMEA, korrekte Fehlerzustände zu ermitteln. Eine FMEA wird verwendet, um die Risikominderung zu strukturieren, die entweder auf der Reduzierung des Ausfalls (Modus) oder auf der Senkung der Ausfallwahrscheinlichkeit oder auf beiden beruht. Die FMEA ist im Prinzip eine vollständige induktive (Vorwärtslogik) Analyse, jedoch kann die Ausfallwahrscheinlichkeit nur durch das Verständnis des Ausfallmechanismus abgeschätzt oder reduziert werden. Daher kann die FMEA Informationen über Fehlerursachen enthalten (deduktive Analyse), um die Möglichkeit des Auftretens durch Beseitigung identifizierter (Wurzel-)Ursachen zu reduzieren.
Grundbegriffe bei einer FMEA Schulung
Wer sich mit einer FMEA Analyse auseinandersetzt, wird je nach Branche und Anwendungsbereich immer wieder auf ähnliche Begriffe stoßen, die auch bei einem FMEA Seminar vermittelt werden. Diese sind:
Ausfall oder Fehler:
Der Verlust einer Funktion unter den angegebenen Bedingungen.
Ausfallmodus:
Die spezifische Art und Weise, in der ein Fehler in Form eines Ausfalls des zu untersuchenden Gegenstands (eines Teils oder (Teil-)Systems) auftritt; er kann im Allgemeinen die Art und Weise beschreiben, wie der Fehler auftritt. Der Modus muss zumindest einen (End-)Fehlerzustand des betrachteten Objekts (oder einer Funktion im Falle einer funktionalen FMEA) eindeutig beschreiben. Beispielsweise sind eine vollständig gebrochene Achse, eine deformierte Achse oder ein vollständig offener oder vollständig geschlossener elektrischer Kontakt jeweils ein separater Ausfallmodus einer FMEA Analyse.
Fehlerursache und/oder -mechanismus:
Fehler in Anforderungen, Design, Prozess, Qualitätskontrolle, Handhabung oder Teileanwendung, die die zugrunde liegende Ursache oder Folge von Ursachen sind, die einen Prozess (Mechanismus) auslösen, der über einen bestimmten Zeitraum zu einem Ausfallmodus führt. Ein Ausfallmodus kann mehrere Ursachen haben. Beispielsweise ist "Ermüdung oder Korrosion eines Strukturträgers" oder "Reibkorrosion in einem elektrischen Kontakt" ein Versagensmechanismus und an sich (wahrscheinlich) kein Versagensmodus. Der zugehörige Versagensmodus (Endzustand) ist ein "Vollbruch des Strukturträgers" oder "ein offener elektrischer Kontakt". Die ursprüngliche Ursache könnte "unsachgemäßes Auftragen der Korrosionsschutzschicht (Farbe)" und/oder "(abnormale) Schwingungseinwirkung von einem anderen (möglicherweise ausgefallenen) System" gewesen sein.
Ausfallwirkung:
Unmittelbare Auswirkungen eines Fehlers auf den Betrieb, die Funktion oder Funktionalität oder den Status eines Artikels.
Stückliste oder Funktionsaufriß:
Ein Bezeichner für die Systemebene und damit die Komplexität der Elemente. Die Komplexität steigt mit zunehmender Nähe zu einem Level.
Lokale Wirkung:
Die Ausfallwirkung, wie sie auf das zu untersuchende Objekt zutrifft.
Nächst höherer Effekt:
Der Versagenseffekt, wie er bei der nächsthöheren Stufe der Prothese auftritt.
Endeffekt:
Die Versagenswirkung auf der höchsten Stufe oder im Gesamtsystem.
Erkennung:
Die Mittel zur Erkennung des Ausfallmodus durch den Instandhalter, den Betreiber oder das eingebaute Erkennungssystem, einschließlich der geschätzten Ruhezeit (falls zutreffend).
Wahrscheinlichkeit:
Die Wahrscheinlichkeit, dass der Fehler auftritt.
Schweregrad:
Die Folgen eines Ausfallmodus. Der Schweregrad berücksichtigt die schlimmste mögliche Folge eines Ausfalls, bestimmt durch den Grad der Verletzung, Sachschäden, Systemschäden und/oder Zeitverlust bei der Reparatur des Ausfalls.
Bemerkungen / Minderung / Maßnahmen:
Zusätzliche Informationen, einschließlich der vorgeschlagenen Maßnahmen zur Risikominderung oder zur Rechtfertigung eines Risikoniveaus oder Szenarios.
Bereiche, in denen FMEA Analysen eingesetzt werden können
Die FMEA Analyse ist sowohl bei der Bewertung neuer als auch bestehender Prozesse und Systeme effektiv. Bei neuen Prozessen werden mögliche Engpässe oder unbeabsichtigte Konsequenzen vor der Implementierung identifiziert. Wissen aus einer FMEA Schulung oder einem FMEA Seminar ist auch hilfreich für die Bewertung eines bestehenden Systems oder Prozesses, um zu verstehen, wie sich vorgeschlagene Änderungen auf das System auswirken werden.
In der Vergangenheit haben Ingenieure die Funktionen und die Form von Produkten und Prozessen in der Konstruktionsphase gut bewertet. Sie haben nicht immer so gut in Sachen Zuverlässigkeit und Qualität konstruiert. Häufig verwendet der Ingenieur Sicherheitsfaktoren, um sicherzustellen, dass die Konstruktion funktioniert und den Anwender vor Produkt- oder Prozessfehlern schützt. Ein großer Sicherheitsfaktor bedeutet nicht unbedingt ein zuverlässiges Produkt. Stattdessen führt es oft zu einem überdimensionierten Produkt mit Zuverlässigkeitsproblemen. FMEAs stellen dem Ingenieur ein Werkzeug zur Verfügung, das ihm hilft, zuverlässige, sichere und kundenfreundliche Produkte und Prozesse bereitzustellen. Da die FMEA dem Ingenieur hilft, potenzielle Produkt- oder Prozessfehler zu erkennen, kann er sie nutzen zum:
- Entwickeln der Produkt- oder Prozessanforderungen, die die Wahrscheinlichkeit solcher Ausfälle minimieren.
- Bewerten der Anforderungen des Kunden oder anderer am Entwurfsprozess Beteiligter, um sicherzustellen, dass diese Anforderungen nicht zu potenziellen Fehlern führen.
- Identifizieren der Konstruktionsmerkmale, die zu Fehlern beitragen und minimieren der daraus resultierenden Auswirkungen.
- Erarbeitung von Methoden und Verfahren zur Entwicklung und Erprobung des Produkts oder Prozesses, um sicherzustellen, dass die Fehler erfolgreich beseitigt wurden.
- Verfolgen und Managen von potenziellen Risiken im Design. Die Verfolgung der Risiken trägt zur Entwicklung des Unternehmensgedächtnisses und zum Erfolg zukünftiger Produkte bei.
Typische Anwendungsgebiete sind demnach die automatisierte Fertigung in der Industrie, aber auch in der Lebensmitteltechnologie, Chemie und Fahrzeugindustrie.
Zweck der FMEA in ihren Anwendungsbereichen
Eine FMEA Software zur systematischen Analyse von postulierten Komponentenfehlern und zur Identifizierung der daraus resultierenden Auswirkungen auf den Systembetrieb besteht mitunter aus zwei Teilanalysen, wobei die erste die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) und die zweite die Kritikalitätsanalyse (CA) ist. Die erfolgreiche Entwicklung einer FMEA setzt voraus, dass der Analytiker alle wesentlichen Fehlerarten für jedes beitragende Element oder Teil des Systems einbezieht. FMEAs können auf System-, Subsystem-, Montage-, Baugruppen- oder Teileebene durchgeführt werden. Die FMEA sollte ein lebendiges Dokument bei der Entwicklung eines Hardware-Designs sein. Sie sollte zeitgleich mit dem Entwurf geplant und abgeschlossen werden. Bei rechtzeitigem Abschluss kann die FMEA als Entscheidungshilfe dienen.
Der Nutzen der FMEA als Gestaltungswerkzeug und im Entscheidungsprozess hängt von der Effektivität und Aktualität ab, mit der Designprobleme identifiziert werden. Pünktlichkeit ist wohl der wichtigste Aspekt. Im Extremfall wäre die FMEA für den Designentscheidungsprozess von geringem Wert, wenn die Analyse nach dem Bau der Hardware durchgeführt würde. Während die FMEA alle Teileausfallmodi identifiziert, besteht ihr Hauptvorteil in der frühzeitigen Identifizierung aller kritischen und katastrophalen Teilsystem- oder Systemausfallmodi, so dass sie durch Designänderungen zum frühestmöglichen Zeitpunkt der Entwicklung eliminiert oder minimiert werden können; daher sollte die FMEA auf Systemebene durchgeführt werden, sobald vorläufige Designinformationen verfügbar sind und im Laufe des Detailentwurfs auf die unteren Ebenen ausgedehnt werden.
Arten der FMEA Analyse
Es gibt verschiedene Arten von FMEA Analysen, etwa eine funktionale. Vor der Bereitstellung von Designlösungen (oder nur auf hohem Niveau) können Funktionen auf mögliche Funktionsausfälle untersucht werden. Allgemeine Abschwächungen ("Design to"-Anforderungen) können vorgeschlagen werden, um die Folgen von Funktionsausfällen zu begrenzen oder die Wahrscheinlichkeit des Auftretens in dieser frühen Entwicklung zu begrenzen. Sie basiert auf einem funktionalen Ausfall eines Systems. Dieser Typ kann auch für die Softwareevaluierung verwendet werden.
Die Analyse kann sich auch auf den Prozess beziehen. Gemeint ist eine Analyse von Fertigungs- und Montageprozessen. Sowohl Qualität als auch Zuverlässigkeit können durch Prozessfehler beeinträchtigt werden. Der Input für diese FMEA ist unter anderem ein Workprozess / Task Breakdown. Bezogen auf Concept Design und Hardware erfolgt eine Analyse von Systemen oder Subsystemen in der frühen Entwurfsphase zur Bewertung der Ausfallmechanismen und untergeordneter Funktionsausfälle, insbesondere zu verschiedenen Konzeptlösungen im Detail. Es kann in Trade-off-Studien verwendet werden. In Bezug auf die Detailkonstruktion / Hardware erfolgt eine Analyse der Produkte vor der Produktion. Dies sind die detailliertesten FMEAs und sie werden verwendet, um jeden möglichen Hardware- (oder anderen) Fehlermodus bis zur untersten Teileebene zu identifizieren. Sie sollte auf einem Hardware-Ausfall basieren. Jede Fehlerauswirkung, Schweregrad, Fehlervermeidung (Mitigation), Fehlererkennung und Diagnose können vollständig analysiert werden.
Wo die Wiederverwendung von vorhandenen FMEAs sinnvoll ist
Die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) ist eines der grundlegenden Werkzeuge im Qualitätsmanagement für die industrielle Entwicklung und Produktion - erlernbar in einem FMEA Seminar oder einer FMEA Schulung sowie automatisierbar durch eine FMEA Software. Wer im Wettbewerb gegen die Konkurrenz erfolgreich sein will, nutzt das Wissen, die Erfahrungen und Erkenntnisse aus anderen (vorhergehenden) Projekten oder ähnlichen Produktentwicklungen. Im Rahmen der FMEA-Ausrichtung, deren Ziel die Veröffentlichung eines zwischen dem Verband der Automobilindustrie (VDA) und der American Automotive Industry Action Group (AIAG) vereinbarten Standards für die FMEA ist, empfehlen die Verbände der Automobilindustrie ausdrücklich die Wiederverwendung bestehender FMEAs. Die PLATO AG ist der einzige FMEA-Softwarehersteller, der diesen Lessons Learned-Prozess zur Wiederverwendung von Wissen mit der webbasierten e1ns-Technologie abbildet.
PLATO bietet die Lösung
Studien zeigen, dass ein erheblicher Teil der Arbeitszeit in Suchprozesse investiert wird. Nicht nur kleine und mittelständische Unternehmen, sondern auch viele der großen Unternehmen scheitern oft in ihrem Versuch, Wissen strukturiert weiterzugeben. Nur durch den konsequenten Einsatz von Templates kann neu erworbenes Wissen schnell in aktuelle und zukünftige Projekte einfließen. Bestehende FMEAs für bekannte Produkte und Prozesse, die oft als generische, Basis- oder Familien-FMEAs bezeichnet werden, können als Grundlage für neue Analysen verwendet werden, um sicherzustellen, dass über den Produktlebenszyklus gesammelte Erkenntnisse und bekannte Leistungsgrenzen nicht erneut überprüft werden. Die übernommenen Analysen und Bewertungen sind im Hinblick auf den jeweiligen Anwendungsfall und die bereits gewonnenen Erkenntnisse aus der bekannten Anwendung (Lessons Learned) detailliert zu prüfen.
Mit e1ns.templates ist PLATO der einzige FMEA-Softwarehersteller, der diesen Lessons Learned-Prozess zur Wiederverwendung von Wissen anbietet. Der Aufwand für die Erstellung und Pflege von FMEAs wird durch den Einsatz von Templates minimiert, die an die Bedürfnisse der Systemanalyse und des Risikomanagements angepasst sind. Das vorhandene Wissen wird für neue FMEAs genutzt, um zuvor erkannte Fehler und kostspielige Produktrückrufe zu vermeiden. Das Verwenden der Templates ermöglicht eine zentrale, webbasierte Bereitstellung für einen unternehmensweit einheitlichen Betrieb und weltweite Verfügbarkeit mit geringem Suchaufwand. In einem geregelten Verfahren werden Vorlagen speziell für die Benutzergruppe freigegeben und veröffentlicht. Bei Template-Änderungen werden alle Benutzer automatisch informiert. Neue Erkenntnisse und Erfahrungen fließen so automatisch in das Risikomanagement ein.
Richtlinien für FMEA Analysen
Für die FMEA gelten verschiedene Standards und Normen, unter anderem die DIN 25448, wobei das Vorgehen hier als Ausfalleffektanalyse, in einer aktualisierten Form als Fehlzustandsart- und -auswirkungsanalyse bezeichnet wurde. Darüber hinaus existieren kontextspezifische Richtlinien, wie etwa die von Toyota entwickelte Design Review Based on Failure Mode (DRBFM).
Der Design Review Based on Failure Mode (DRBFM) wurde auf der Grundlage der Philosophie entwickelt, dass Konstruktionsprobleme auftreten, wenn Änderungen an bestehenden Konstruktionen vorgenommen werden, die sich bereits bewährt haben. Die DRBFM-Methodik wurde von Dr. Tatsuhiko Yoshimura, einem Qualitätsexperten und Professor an der japanischen Kyushu-Universität, entwickelt. Yoshimura wusste, dass Designprobleme auftreten, wenn Änderungen ohne die entsprechende Dokumentation vorgenommen werden. Mit der Philosophie der Präventivmaßnahmen (Mizenboushi) schuf er seine eigene Philosophie der DRBFM. Yoshimura unterstützte die Entwicklung und Anwendung von DRBFM in vielen Unternehmen. Er ist der Ansicht, dass die Implementierung von DRBFM Disziplin und Engagement aller erfordert, um dem Kunden durch die Erfüllung der funktionalen Anforderungen und Kundenerwartungen einen Mehrwert zu bieten. Die Philosophie von DRBFM basiert auf drei Konzepten: Gutes Design, Gute Diskussion, Gute Dissektion. Die DRBFM-Methodik ist heute ein anerkannter, dokumentierter Prozess der SAE (Society of Automotive Engineers) und der AIAG (Automotive Industry Action Group).
Ein anderes Beispiel spezifischer Normen ist die Gefahrenanalyse und kritische Kontrollpunkte (HACCP) aus der Lebensmittelindustrie. Es wird angenommen, dass HACCP aus einem Produktionsprozess stammt, der während des Zweiten Weltkriegs verwendet wurde, da die traditionellen "End-of-the-Pipe"-Tests der Artilleriegeschosse nicht durchgeführt werden konnten und ein großer Prozentsatz der damals hergestellten Artilleriegeschosse entweder Blindgänger oder Fehlzünder waren. HACCP selbst wurde in den 1960er Jahren konzipiert, als die US National Aeronautics and Space Administration (NASA) Pillsbury mit der Entwicklung und Herstellung der ersten Nahrungsmittel für die Raumfahrt beauftragte. Seitdem ist HACCP international als logisches Instrument zur Anpassung traditioneller Inspektionsmethoden an ein modernes, wissenschaftlich fundiertes Lebensmittelsicherheitssystem anerkannt. Auf der Grundlage einer Risikobewertung ermöglichen HACCP-Pläne sowohl der Industrie als auch der Regierung, ihre Ressourcen effizient für die Einführung und Überprüfung sicherer Lebensmittelproduktionspraktiken einzusetzen.
Vorgehen bei der FMEA Analyse - Ursachen für Fehler und deren Wahrscheinlichkeiten bestimmen
Es ist notwendig, die Ursache eines Ausfallmodus und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens zu betrachten. Dies kann durch Analyse und Berechnungen erfolgen, wobei ähnliche Elemente oder Prozesse und die für sie in der Vergangenheit dokumentierten Fehlerarten betrachtet werden. Eine Fehlerursache wird als Konstruktionsschwäche angesehen. Alle möglichen Ursachen für einen Ausfallmodus sollten identifiziert und dokumentiert werden. Dies sollte in technischer Hinsicht erfolgen. Beispiele für Ursachen sind: Menschliche Fehler in der Handhabung, fertigungsbedingte Fehler, Ermüdung, abrasiver Verschleiß, fehlerhafte Algorithmen, überhöhte Spannung oder unsachgemäße Betriebsbedingungen oder Verwendung (abhängig von den verwendeten Grundregeln). Einem Ausfallmodus wird ein Probability Ranking zugewiesen - wie wahrscheinlich dieser also ist. Bei der FMEA Analyse wird der Schweregrad für den ungünstigsten Fall (Zustand) bestimmt.
Gefunden werden müssen das Mittel oder die Methode, mit der ein Fehler erkannt, vom Betreiber und/oder Instandhalter isoliert und die Zeit, die er in Anspruch nehmen kann. Dies ist wichtig für die Wartbarkeitskontrolle (Verfügbarkeit des Systems) und besonders wichtig für mehrere Ausfallszenarien. Dabei kann es sich um ruhende Ausfallmodi (z.B. kein direkter Systemeffekt, während ein redundantes System / Element automatisch übernimmt oder wenn der Ausfall nur während bestimmter Missions- oder Systemzustände problematisch ist) oder um latente Ausfälle (z.B. Verschlechterungsausfallmechanismen, wie ein Metallwachstumsriss, aber keine kritische Länge) handeln. Es soll z. B. deutlich gemacht werden, wie der Ausfallmodus oder die Ursache durch einen Bediener im normalen Systembetrieb oder durch eine Diagnose oder einen eingebauten automatischen Systemtest entdeckt werden kann. Es kann eine Ruhe- und/oder Latenzzeit eingegeben werden.
Diese Art der Analyse ist nützlich, um festzustellen, wie effektiv verschiedene Testverfahren bei der Erkennung von latenten und ruhenden Fehlern sind. Die dazu verwendete Methode beinhaltet eine Untersuchung der anwendbaren Ausfallmodi, um festzustellen, ob ihre Auswirkungen erkannt werden oder nicht, und um den Prozentsatz der Ausfallsrate zu bestimmen, der auf die erkannten Ausfallmodi anwendbar ist. Die Möglichkeit, dass das Detektionsmittel selbst latent ausfällt, sollte in der Deckungsanalyse als limitierender Faktor berücksichtigt werden (d.h. die Deckung kann nicht zuverlässiger sein als die Verfügbarkeit des Detektionsmittels).
Risiko ist die Kombination aus Endwirkungswahrscheinlichkeit und Schwere, wobei Wahrscheinlichkeit und Schwere die Auswirkung auf die Nichtdetektierbarkeit (Ruhezeit) beinhalten. Dies kann die Ausfallswahrscheinlichkeit oder den Worst-Case-Effekt Severity (Schwere) beeinflussen. Die genaue Berechnung kann nicht in allen Fällen einfach sein, z.B. wenn mehrere Szenarien (mit mehreren Ereignissen) möglich sind und die Erkennbarkeit / Dormanz eine entscheidende Rolle spielt (wie bei redundanten Systemen).
Vorläufer der FMEA Software - Fehlerbaum- und Hazard-Analyse
Die Fehlerbaumanalyse (FTA) ist eine top-down, deduktive Fehleranalyse, bei der ein unerwünschter Zustand eines Systems mittels Boolescher Logik analysiert wird, um eine Reihe von untergeordneten Ereignissen zu kombinieren. Diese Analysemethode wird hauptsächlich in den Bereichen Sicherheitstechnik und Zuverlässigkeitstechnik eingesetzt, um zu verstehen, wie Systeme ausfallen können, um die besten Möglichkeiten zur Risikominderung zu identifizieren oder um die Ereignisraten eines Sicherheitsunfalls oder eines bestimmten (Funktions-)Fehlers auf Systemebene zu ermitteln (oder ein Gefühl dafür zu bekommen). FTA wird in der Luft- und Raumfahrt, Kernenergie, Chemie und Prozessindustrie sowie Pharmazie verwendet. Aber auch in so unterschiedlichen Bereichen wie der Risikofaktoridentifizierung im Zusammenhang mit dem Versagen von Sozialsystemen findet sie Anwendung. In der Luft- und Raumfahrt wird der allgemeinere Begriff "Systemausfallzustand" für den "unerwünschten Zustand" / Top-Ereignis des Fehlerbaums verwendet. Diese Bedingungen werden nach der Schwere ihrer Auswirkungen klassifiziert - ähnlich wie dies eine FMEA Software vornehmen würde. Die schwierigsten Bedingungen erfordern die umfangreichste Fehlerbaumanalyse. Diese Systemausfallbedingungen und deren Klassifizierung werden oft im Vorfeld in der Funktionsgefahrenanalyse ermittelt.
Eine Gefährdungsanalyse (Hazard-Analyse) ist der erste Schritt in einem Prozess zur Risikobewertung. Das Ergebnis einer Gefährdungsanalyse ist die Identifizierung verschiedener Arten von Gefährdungen. Eine Gefahr ist ein potentieller Zustand und existiert oder existiert nicht (Wahrscheinlichkeit ist 1 oder 0). Sie kann im Einzelfall oder in Kombination mit anderen Gefahren (manchmal auch Ereignisse genannt) und Zuständen zu einem tatsächlichen Funktionsausfall oder Unfall (Missgeschick) werden. Die Art und Weise, wie dies genau in einer bestimmten Reihenfolge geschieht, wird als Szenario bezeichnet. Dieses Szenario hat eine Eintrittswahrscheinlichkeit (zwischen 1 und 0). Oft besitzt ein System viele potentielle Ausfallszenarien. Außerdem wird ihm eine Klassifizierung zugeordnet, die sich nach dem Schweregrad der Endbedingung richtet. Risiko ist die Kombination von Wahrscheinlichkeit und Schwere. Vorläufige Risikostufen können in der Gefährdungsanalyse angegeben werden. Die Validierung, genauere Vorhersage (Verifikation) und Akzeptanz des Risikos werden in der Risikobewertung (Analyse) festgelegt. Der Begriff wird in verschiedenen technischen Fachgebieten verwendet, darunter Avionik, chemische Prozesssicherheit, Sicherheitstechnik, Zuverlässigkeitstechnik und Lebensmittelsicherheit.
Eine Gefahr ist hierbei definiert als Zustand, Ereignis oder Umstand, der zu einem ungeplanten oder unerwünschten Ereignis führen oder dazu beitragen könnte. Selten verursacht eine einzelne Gefahr einen Unfall oder einen Funktionsausfall. Häufiger tritt ein Unfall oder Betriebsausfall als Folge einer Reihe von Ursachen auf. Eine Gefährdungsanalyse berücksichtigt den Anlagenzustand, z.B. die Betriebsumgebung, sowie Ausfälle oder Störungen. Während in einigen Fällen das Sicherheits- oder Zuverlässigkeitsrisiko eliminiert werden kann, muss in den meisten Fällen ein gewisses Risiko in Kauf genommen werden. Um die zu erwartenden Kosten im Vorfeld zu quantifizieren, müssen die möglichen Folgen und die Eintrittswahrscheinlichkeit berücksichtigt werden. Die Bewertung des Risikos erfolgt durch Kombination der Schwere der Folgen mit der Eintrittswahrscheinlichkeit in einer Matrix.
Risiken, die in die Kategorie "inakzeptabel" fallen (z.B. hohe Schwere und hohe Wahrscheinlichkeit), müssen mit einigen Mitteln gemindert werden, um das Sicherheitsrisiko zu reduzieren. Sicherheitsanforderungen und -attribute werden hierbei definiert und spezifiziert, in eine Software aufgenommen und überwacht. Die durch die Gefährdungsanalyse ermittelte Schwere der Folgen bestimmt das Kritikalitätsniveau der Software. Die Kritikalitätsstufen der Software reichen von A bis E, entsprechend dem Schweregrad von "Katastrophal" bis "Kein Sicherheitseffekt". Für Software der Stufen A und B ist eine höhere Strenge erforderlich und entsprechende funktionale Aufgaben und Arbeitsprodukte werden als objektiver Nachweis der Erfüllung von Sicherheitskriterien und -anforderungen verwendet.
Eine Wissensdatenbank schaffen - Vorteile einer FMEA Software
Die FMEA Software bietet eine zentrale Stelle, um die Produktkomponenten oder -prozesse zu dokumentieren, potenzielle Risiken zu bewerten und Kontrollen einzubauen, um diese Risiken zu minimieren. FMEA Software wird typischerweise für Hersteller eingesetzt, die Produkte mit komplexen Produkten oder Prozessen haben und hilft, Ausfälle zu vermeiden, bevor sie in die Produktion gehen. Innerhalb eines jeden Qualitäts-, Sicherheits- und Compliance-Managementsystems ist die Fähigkeit, potenzielle Risiken bei der Produkt- und Prozessgestaltung zu erkennen und zu minimieren - wichtig, um ein Höchstmaß an Qualität zu gewährleisten. Vor diesem Hintergrund hat die PLATO AG ihr FMEA-Modul entwickelt, um das Produkt- und Prozessdesign besser zu analysieren, die Zeit für die Untersuchung von Effekten zu verkürzen und das Risiko potenzieller Ausfälle zu minimieren - letztendlich ermöglicht es Unternehmen, bessere Entscheidungen in ihren Qualitätsplanungsinitiativen zu treffen.
Zu den Vorteilen einer FMEA Software für die FMEA Analyse gehören:
- Mit der FMEA Software lassen sich Kontrollpläne einrichten und verwalten: Das FMEA-Modul ermöglicht die Erstellung verschiedener Arten von Kontrollplänen und Kontrollplanvorlagen für jede Art von Initiative.
- FMEA-Sätze mit der FMEA Software erzeugen: Für jedes innerhalb der Steuerung lieferbare Produkt kann der Anwender eine konfigurierbare FMEA einrichten und verwalten, um Risiken und Kontrollen zu bestimmen.
- Integration mit anderen Modulen: Das FMEA-Modul kann in Change-Management-Initiativen integriert werden, um die Entscheidungsfindung innerhalb der Veränderung zu unterstützen.
Die Software bietet die Möglichkeiten der integrierten Qualitätssicherung (IQ). Die zu einem Projekt gehörenden Daten werden redundanzfrei gespeichert. Dies gilt auch für Zusatzdaten wie Auswertungskataloge, grafische Symbole und Textkataloge. Unnötige Arbeiten werden vermieden, es besteht keine Gefahr von Dateninkonsistenzen. Strukturbäume, Funktions- und Fehlernetzwerke, Übersetzungen und Zusatzinformationen wie Hinweise, Links etc. sind ebenfalls Bestandteil der gespeicherten Daten. Nicht benötigte Funktionen können ausgeblendet werden, z.B. um genau den Funktionsumfang zu erhalten, der für die FMEA Analyse benötigt wird. Statistiken, Terminüberwachung und andere Steuerungsmöglichkeiten sind in einer Software integriert.
Fazit - Qualität durch eine Software sichern
Eine Software zur Umsetzung von bzw. Unterstützung beim Erstellen von FMEAs im Produktentwicklungsprozess eignet sich für Unternehmen zur Qualitätssicherung und Kostenersparnis. Die Software wird zu einer zentralen Wissensdatenbank, in der bekannte Fehler und deren Lösungsmöglichkeiten ebenso hinterlegt werden wie konkrete Risikoanalysen und Wahrscheinlichkeiten. Wie diese FMEA Software sinnvoll zur FMEA Analyse eingesetzt werden kann, erlernen Mitarbeiter oder Verantwortliche in einer FMEA Schulung oder einem FMEA Seminar.
Quellen:
de.wikipedia.org (Fehlerbaumanalyse)
de.wikipedia.org (Zuverlässigkeit Technik)
qz-online.de
generalpurposehosting.com (PDF)
tae.de (PDF)
presseportal.de
books.google.de
de.wikipedia.org (FMEA)
controlling-wiki.com