FMEA-Analyse als Basis der Qualitätssicherung in der Autoindustrie
Die Abkürzung FMEA steht im Englischen für Failure Mode and Effects Analysis, was sich bequemerweise als Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse übersetzen lässt. Die FMEA ist eine wichtige Methode zur Qualitätssicherung in der Industrie, sie dient der Erhöhung der Produktsicherheit. Schon während der Planungs- und Entwicklungsphase eines neuen Produkts wird eine kontinuierliche Analyse möglicher Produktfehler durchgeführt. In die Bewertung der Zuverlässigkeit eines Produkts fließen die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Fehlern, Konsequenzen für den Anwender und andere Kennzahlen ein. Dadurch sollen Fehler in der Konstruktion oder im Design frühzeitig entdeckt werden, noch bevor ein Produkt auf den Markt kommt. Grundsätzlich kann eine FMEA Analyse bei jedem neuen Produkt und in jedem Produktionsprozess zur Anwendung kommen. Da es sich um eine komplexe Auswirkungsanalyse handelt, setzt man diese Methode der Qualitätssicherung in der Automobilindustrie und der Luftfahrt ein. Viele Unternehmen greifen bei der Durchführung der aufwendigen Analyse auf eine FMEA Software zurück.
Primäre und sekundäre Ziele einer FMEA Analyse
Im Rahmen der Produktentwicklung ist das vorrangige Ziel einer Auswirkungsanalyse, dem Kunden ein sicheres und ausgereiftes Produkt in die Hand zu geben. Für Kunden und Unternehmen bedeutet eine FMEA Analyse, dass ein Produkt überprüft ist und damit über einen Sicherheitsnachweis verfügt. Wenn ein neuer Fahrzeugtyp die FMEA Analyse durchlaufen hat, wurde sein normales Verhalten im Betrieb sowie ein mögliches Fehlverhalten analysiert. Sollte im Betrieb wider Erwarten ein Produktfehler auftreten und einen Haftungsfall nach sich ziehen, so dient ein verantwortungsvolles Qualitätsmanagement als Entlastungsnachweis für das Unternehmen. Indem man mögliche Fehlerquellen frühzeitig erkennt, reduzieren sich Feldausfälle und Reklamationen der Kunden, was wiederum Kosten senkt. Auch während der Produktion können so Kosten gesenkt werden, da sich der Ausschuss reduziert. Durch eine Systemanalyse versteht man das funktionale Zusammenwirken der Komponenten eines Fahrzeugs besser und man kann dieses Wissen zur Verbesserung der Kommunikation mit Lieferanten und Kunden einsetzen und letztendlich eine Wissensdatenbank aufbauen.
AIAG und VDA - Interessenverbände der Automobilindustrie
Die AIAG und der VDA sind zwei nationale Interessensverbände innerhalb der Automobilindustrie, die Abkürzungen stehen für Automotive Industry Action Group bzw. für Verband der Automobilindustrie. Die AIAG hat ihren Sitz in Southfield im US-Bundesstaat Michigan. Der nicht-profitorientierte Verein wurde 1982 gegründet, um die Qualität in der nordamerikanischen Autoindustrie zu sichern. Dies sollte durch die Entwicklung einheitlicher Richtlinien und Qualitätsstandards erreicht werden. An der Gründung der AIAG waren die drei großen Hersteller der US-Autoindustrie federführend beteiligt, inzwischen haben sich auch amerikanische Hersteller von Baumaschinen und Nutzfahrzeugen oder die wichtigen Automarken Japans angeschlossen. Der VDA wurde 1901 in der Thüringer Stadt Eisenach als Verein Deutscher Motorfahrzeug-Industrieller (VDMI) gegründet. Das Ziel der deutschen Automobilhersteller, Motorenbauer, Maschinenbauer und Reifenhersteller war die Förderung des Straßenverkehrs. Heute befindet sich der VDA-Vereinssitz in Berlin-Mitte, das Ziel des deutschen Interessenverbandes ist die Erarbeitung gemeinsamer Normen und Qualitätsstandards in der Automobil- und der Automobilzulieferindustrie. Durch die Internationale Automobilausstellung für Personenkraftwagen (Frankfurt am Main) und Nutzfahrzeuge (Hannover), die vom VDA veranstaltet wird, ist der Verband ein einer breiteren Öffentlichkeit bekannt.
Vor- und Nachteile der FMEA-Harmonisierung
Bisher gab es eine FMEA des VDA und eine FMEA der AIAG. Durch die Harmonisierung rücken die europäische und die nordamerikanische Automobilindustrie näher aneinander heran. Die Zusammenarbeit zwischen europäischen Autozulieferern und US-Herstellern erhält mit der Harmonisierung eine gemeinsame Grundlage. Bisher mussten sich Unternehmen der Automobilindustrie an zwei verschiedene Regelwerke - die FMEA des VDA und die FMEA der AIAG - halten, je nachdem, ob Komponenten für den europäischen oder den nordamerikanischen Markt bestimmt waren. Mit der Harmonisierung ist ein gemeinsames Regelwerk entstanden, das die Anforderungen an Komponenten und Teile für Fahrzeuge in beiden Märkten beschreibt. Der einzige "Nachteil" der Harmonisierung ist, dass man die neuen Regeln lernen und umsetzen muss. Mit den Veränderungen in der Prüfmethode können sich die verantwortlichen Mitarbeiter in einer FMEA Schulung vertraut machen. Für die Implementierung des neuen Regelwerks steht Unternehmen eine FMEA Software zur Verfügung, die sechs Schritte der FMEA-Erstellung nach der Harmonisierung optimiert.
Richtlinien für die Durchführung einer FMEA
Die einheitliche Grundlage für die FMEA Analyse in der Automobilindustrie ist durch die Zusammenarbeit von AIAG und VDA entstanden. Im neuen Regelwerk werden die sechs Prozessschritte der FMEA Erstellung detailliert beschrieben. Der erste Schritt des Prozesses ist der Betrachtungsumfang, es wird aufgeschlüsselt, was überhaupt Teil der Analyse ist. Im zweiten Schritt der Strukturanalyse werden die relevanten Einzelteile des Systems definiert und zueinander in Verbindung gebracht. Der dritte Schritt betrachtet die Funktionen des Systems. Die Funktionsanalyse weist den Teilen des Systems eine Funktion zu, die in den Anforderungen an das Produkt festgelegt ist. An vierter Stelle steht die Fehleranalyse, die nach möglichen Fehlern sucht und Konsequenzen aus dem Auftreten eines Fehlers analysiert. Eine Risikoanalyse, der fünfte Schritt, bewertet die Konsequenzen von Fehlern und erstellt eine Fehlerkette. Der sechste und letzte Schritt heißt Optimierung. Hier stellen sich die Fragen, wie Fehler vermieden werden können, wie das Produkt sicherer wird und wie eine bessere Kundenzufriedenheit erreicht wird. Eine FMEA Schulung besteht in einer Heranführung der Mitarbeiter an den vereinheitlichten Prozess der Qualitätssicherung.
Anwendungsbereiche der FMEA
Die drei Anwendungsbereiche der FMEA von VDA bzw. AIAG sind Design, Prozesse und MSR (Monitoring und SystemReaktion). Demnach gibt es drei FMEA Typen, die alle gleich aufgebaut sind, aber auf die spezifischen Charakteristiken von Design bzw. Prozessen angepasst sind. Die Design-FMEA der VDA stellt die Konstruktion bzw. das Produktdesign in den Mittelpunkt. Das Ziel ist die frühzeitige Erkennung von Schwachstellen in der Konstruktion und der Materialen. Die Prozess-FMEA der VDA untersucht die einzelnen Arbeitsschritte in einem Produktionsprozess oder den Einsatz einer Technologie in einem neuen Umfeld. Die MSR-FMEA betrachtet das ganze System während des Betriebs und analysiert beispielsweise, welche Auswirkungen das Auftreten eines Fehlers auf den sicheren Betrieb eines Fahrzeuges und die Gesundheit von Verkehrsteilnehmern haben kann. Eine FMEA Software stellt dem Anwender standardisierte Vorlagen zur Verfügung, die ihn durch die einzelnen Schritte der FMEA nach VDA- und AIAG-Regeln führt. In einer FMEA Schulung lernen die Projektmitarbeiter die korrekte Durchführung der Qualitätssicherungsanalyse.
Betroffene Unternehmen der FMEA-Harmonisierung
Von der Harmonisierung der FMEA zwischen AIAG und VDA sind Unternehmen der Automobil- und Automobilzulieferindustrie betroffen, die sowohl für den europäischen als auch für den nordamerikanischen Markt produzieren. Anstatt die FMEA in Abhängigkeit vom Zielmarkt durchzuführen, können Lieferanten nach der Harmonisierung ihre Vorgehensweise einheitlich gestalten. Die FMEA wird nun im Entwicklungsprozess verankert. Nach einer FMEA Schulung der Mitarbeiter kann das vereinfachte Verfahren in sechs Schritten umgesetzt werden, unabhängig davon, ob für einen europäischen oder einen US-Autohersteller produziert wird.
Vorteile einer softwarebasierten Umsetzung der FMEA
Um bei der Einhaltung von Qualitätsstandards kein Risiko einzugehen, verwenden viele Unternehmen eine FMEA Software. Im Vergleich zur traditionellen Durchführung der FMEA liegen die Vorteile einer Software auf der Hand, besonders nach der Harmonisierung. Mit einer FMEA Software wird das Regelwerk von VDA und AIAG in den Produktentwicklungsprozess integriert. Sie bietet allen am Entwicklungsprozess beteiligten Mitarbeiten Zugang auf Produkt- und Prozessdaten. Mit differenzieren Zugriffsrechten und Rollen kann die FMEA Software jedem Mitarbeiter spezifische Aufgaben zuweisen. Ein einzelner Mitarbeiter kann zugewiesene Aufgaben erledigen und zwar ohne die Projektstruktur zu kennen oder eine FMEA Schulung absolviert zu haben. Eine Schulung kann auf verantwortliche Mitarbeiter beschränkt bleiben. Bei webbasierten Lösungen hat das ganze Team gleichzeitig Zugriff auf das Projekt, die FMEA Software erleichtert die Zusammenarbeit und fördert die Kommunikation unter den Teammitgliedern. Durch die Software ist garantiert, dass alle Projektbeteiligten denselben Wissensstand haben. Eine zentrale Datenbank erleichtert projektbezogene Recherche und sorgt für flüssigere Arbeitsabläufe. Durch die Verwendung einer FMEA Software können Unternehmen letztendlich Kosten reduzieren.
Das Wichtigste auf einen Blick
Durch die Harmonisierung der FMEA zwischen AIAG und VDA wurden einheitliche Qualitätsstandards für Zulieferer geschaffen, die sowohl für europäische als auch für amerikanische Automobilhersteller produzieren. Für Unternehmen der Automobilzulieferindustrie reduzieren sich die maßgeblichen Regelwerke, anstatt einer FMEA des VDA und einer FMEA der AIAG gelten einheitliche Standards zur Qualitätssicherung. Eine FMEA Software unterstützt Unternehmen bei der Durchführung der Auswirkungsanalyse, sie vereinfacht standardisierte Prozessabläufe und bezieht alle beteiligten Mitarbeiter in den Prozess ein. Vereinfachte Arbeitsabläufe sparen Zeit und Kosten. Da einzelnen Mitarbeitern spezifische Aufgaben zugewiesen werden können, entfällt eine FMEA Schulung für alle Mitarbeiter. Eine softwarebasierte Lösung begleitet und überwacht die korrekte Durchführung der FMEA nach VDA- und AIAG-Vorgaben. Damit wird die Einhaltung von Qualitätsstandards im Unternehmen erleichtert.
HINWEIS: Wann genau die Harmonisierung zur endgültig beschlossenen Sache wird, ist jedoch noch abzuwarten. Die Freigabe des Rotbandes wurde bereits mehrfach verschoben. Nach aktuellem Stand, soll dies jedoch Ende erstes Quartal bzw. Anfang zweites Quartal 2019 geschehen. Es bleibt also spannend.
Quellen:
aiag.org
incoseonline.org.uk (PDF)
tuev-sued.de
vda.de
vda-qmc.de (FMEA Harmonisierung AIAG und VDA - PDF)
web.mst.edu (PDF)