FMEA: Methode, Ablauf und Ziele in der Übersicht

Fehler können in allen Phasen von der Produktentwicklung bis zur Auslieferung vorkommen. Deshalb ist es wichtig, das Auftreten von Problemen bestmöglich zu verhindern. Hier leistet die FMEA hervorragende Dienste. Mit ihr antizipieren Sie potenzielle Risiken und Fehler und können geeignete Gegenmaßnahmen ergreifen. Was die FMEA im Einzelnen auszeichnet, wie Sie die Methode anwenden und worauf hierbei zu achten ist, erfahren Sie im Folgenden.

FMEA Geschichte

FMEA wurde ursprünglich vom US-Militär konzipiert, um die Folgen fehlerhafter Munition abzubilden und einzudämmen. Im Laufe der Jahre entwickelte sich die Strategie weiter und wurde zunächst in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, bevor sie die Automobilindustrie eroberte.

Insbesondere Henry Ford setzte die Methode ein und entwickelte sie weiter, um zuvor entstandene Schwierigkeiten bei der Entwicklung und dem Verkauf des Ford Pinto zukünftig zu vermeiden. Mittlerweile ist FMEA flächendeckend im Einsatz und wird beispielsweise in der Lebensmittelindustrie, im Gesundheitswesen oder bei der Softwareentwicklung verwendet.

Wann sollten Sie eine FMEA durchführen?

Gehen Sie nach FMEA vor, versuchen Sie, möglichst viele Fehler und Sicherheitsmängel eines Produkts zu entdecken – und das bereits bei dessen Konzeption und Entwicklung. Auch bei der Produktion kommt die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse zum Einsatz, um die späteren Risiken deutlich zu verringern.

Welche Ziele verfolgt eine Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse?

Wenn Sie mittels einer FMEA-Analyse frühzeitig Fehler bei einem Produkt erkennen, lassen sich diese in der Regel schneller und einfacher beheben, als wenn es bereits produziert wurde. Eine nachträgliche Beseitigung von Mängeln fällt in der Regel teuer und zeitaufwendig aus.

Zudem kann ein fehlerhaftes Produkt für einen beträchtlichen Image-Schaden sorgen: Ist Ihre Kundschaft mit dem Ergebnis unzufrieden oder beeinträchtigt es gar die Gesundheit, hat das unangenehme Folgen für Ihr Unternehmen. Folgen, die Ihnen eventuell jahrelang anlasten oder das Überleben Ihrer Firma gefährden. Das Ziel der FMEA ist somit eine Verbesserung des Kunden- und Kundinnennutzens, der mit einer langfristigen Bindung an Ihr Unternehmen einhergeht.

Insgesamt sorgt die Anwendung einer FMEA dafür, dass Sie Kosten sparen und nachhaltig die Kundenzufriedenheit erhöhen.

Teilnehmende im FMEA-Projekt

Für eine FMEA ist niemals ein einzelner Mitarbeiter oder eine einzelne Mitarbeiterin zuständig, sondern sie wird immer im Team durchgeführt. Entsprechend gibt es verschiedene FMEA-Teilnehmer und -Teilnehmerinnen, die während der einzelnen Prozesse eine Rolle spielen. Zu den Stakeholdern und Stakeholderinnen gehören bspw. ein Initiator oder eine Initiatorin. Er oder sie beschließt, eine FMEA durchzuführen.

In einem weiteren Schritt müssen Sie die eigentliche FMEA in die Wege leiten. Hierbei ist es wichtig, dass Verantwortungen klar geregelt sind. Es bietet sich an, dass ein FMEA-Projektleiter bzw. eine FMEA-Projektleiterin die Koordination der einzelnen Schritte übernimmt.

Diese leiten ihr FMEA-Team an und sorgen dafür, dass dieses die besten Ergebnisse erzielt. Unter anderem sollte ein entsprechender Projektleiter oder eine Projektleiterin die Beteiligten regelmäßig zusammenbringen und alle für eine erfolgreiche FMEA notwendigen Informationen und Daten sammeln.

Während einer FMEA ist es immer wieder nötig, Meetings zu organisieren und die einzelnen Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen anzuleiten. Hier ist es für den Projektleiter oder die Projektleiterin hilfreich, wenn er oder sie Unterstützung durch einen FMEA-Moderator bzw. einer FMEA-Moderatorin erfährt. Diese assistieren bei den Aufgaben und helfen dabei, die verschiedenen Prozessschritte zu organisieren.

Nicht zuletzt spielen die einzelnen FMEA-Teammitglieder eine wichtige Rolle. Sie stammen üblicherweise aus unterschiedlichen Fachbereichen, um möglichst viele Aspekte abzudecken, unterschiedliche Kompetenzen zu nutzen und Synergieeffekte freizusetzen. Hierbei sollten Sie allerdings darauf achten, dass die jeweiligen Fachbereiche zu den Entwicklungs- und Produktionsprozessen passen, die im Rahmen der FMEA relevant sind.

Wo wird FMEA eingesetzt?

Die FMEA-Methode kommt in verschiedenen Industrien und Branchen zum Einsatz. Meist geht es hierbei um die Entwicklung von technischen Produkten. Doch das Finden von Fehlermöglichkeiten und die damit verbundene Einflussanalyse lassen sich genauso in anderen Bereichen anwenden, beispielsweise im Medizin-, Pharma- und Finanzsektor.

Auch in der Automobilbranche findet die FMEA Anwendung. Hier haben sich mehrere internationale Organisationen wie der deutsche VDA (Verband der Automobilindustrie e.V.) und die US-amerikanische AIAG (Automotive Industry Action Group) zusammengeschlossen, um einen gemeinsamen Standard zu verabschieden.

Welche FMEA-Arten gibt es?

Im Bereich der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse bestehen verschiedene Ausprägungen. Dazu gehören unter anderem diese Arten der FMEA:

System-FMEA

Je früher ein Fehler erkannt wird, desto kostengünstiger lässt er sich beheben. Bei der System-FMEA geht es darum, beim Start der Produktentwicklung einen FMEA-Prozess aufzusetzen. Zu diesem Zweck wird die Fehleranfälligkeit des von Ihnen genutzten Systems untersucht. Hierzu sehen Sie sich die Schnittstellen der einzelnen Teilsysteme an.

Wenn beispielsweise Kunden und Kundinnen ihre Adressdaten im Onlineshop in die Adressdatenbank eingeben, die Versandabteilung aber nicht auf diese Datenbank zugreifen kann, ist ein Versand nicht möglich. Das verzögert den Versandprozess und beeinflusst die Kunden- und Kundinnenzufriedenheit negativ. Indem die Versandabteilung rechtzeitig die notwendigen Berechtigungen erhält, vermeiden Sie dieses Problem.

Konstruktions-FMEA / Design-FMEA

Die Grenzen zwischen System- und Konstruktions- beziehungsweise Design-FMEA fallen fließend aus. Auch bei dieser Art geht es darum, alles bereits bei der Planung und Konstruktion auf mögliche Schwachstellen zu untersuchen und diese zu eliminieren, bevor der jeweilige Artikel in die Produktion geht.

Wird im Rahmen der Design-FMEA beziehungsweise einer Produkt-FMEA ein fehleranfälliger Prozess ausgemacht, können Sie diesen durch eine sicherere Alternative ersetzen. Vor allem bei der Softwareentwicklung ist das von Bedeutung, weswegen hier oft eine spezielle Software-FMEA zum Einsatz kommt.

Prozess-FMEA

Bei dieser Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse blicken Sie auf die Abläufe bei der Herstellung eines Produktes. Sie stellen sich hierbei unter anderem diese Fragen:

• Gibt es unter Umständen Einflüsse, die sich negativ auf die Qualität auswirken?
• Oder eignen sich die Prozesse überhaupt, um das Produkt wie angedacht zu fertigen?

Gibt es beispielsweise ein Programm zur Arbeitszeiterfassung, ist das grundsätzlich hilfreich. Haben die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen jedoch keinen Zugriff auf das Programm, können sie ihre Arbeitszeiten nicht eintragen und das Tool ist nutzlos. Der Versuch, Zeiten einzutragen, kostet hingegen Zeit und löst Frust aus. All dies lässt sich durch eine professionelle Prozess-FMEA vermeiden.

Wie funktioniert FMEA?

FMEAs laufen üblicherweise in sieben Schritten ab, die Sie im Folgenden kennenlernen:

1. Scoping & Projektplanung

In diesem Schritt definieren Sie den Umfang und die Aufgaben, die Sie im Rahmen der FMEA erledigen möchten. Grenzen Sie hierbei das bestehende System von anderen Systemen ab und legen Sie konkrete Ziele fest.

2. Strukturanalyse

Bei der Strukturanalyse grenzen Sie die System-FMEA klar von der Design-FMEA und der Prozess-FMEA ab, indem Sie die einzelnen Bereiche in einem Strukturbaum festhalten. Das Ziel hierbei besteht darin, das zu analysierende System genau zu strukturieren.

3. Funktionsanalyse

Bei der Funktionsanalyse schauen Sie sich die einzelnen Systemelemente gezielt an und weisen ihnen konkrete Funktionen zu. Auf diese Weise sind die einzelnen Strukturelemente und ihre Funktionen klar definiert und Sie können gezielte Funktionsanalysen durchführen.

4. Fehleranalyse

Bei der Fehleranalyse bestimmen Sie potenzielle Fehlerquellen, Fehlerarten und Konsequenzen, die sich aus diesen Fehlern ergeben. Hierbei arbeiten Sie am besten mit den W-Fragen sowie dem Ishikawa-Ansatz. Durch eine solche Ursachenforschung vermeiden Sie die Entstehung von Fehlern und die sich daraus ergebenden negativen Konsequenzen.

5. Risikoanalyse

Bei der Risikobewertung weisen Sie den einzelnen Risiken einen konkreten Wert zu. So bestimmen Sie, ob das jeweilige Risiko vertretbar ist oder ob ein Handlungsbedarf besteht. In diesem Zusammenhang spielt die Risikoprioritätszahl RPZ eine wichtige Rolle:

Die Formel dazu lautet:

Die drei Faktoren hierfür sind:

• B: Bedeutung oder Grad der Schwere eines Fehlers
• A: Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Fehlers
• E: Entdeckungswahrscheinlichkeit eines Fehlers

Nutzen Sie die RPZ-Formel, sollten Sie die einzelnen Bestandteile einschätzen und quantifizieren. Das gelingt beispielsweise über eine Einstufung von eins (sehr gering) bis zehn (sehr hoch). Die höchste Risikoprioritätszahl kann also 1.000 sein (10 x 10 x 10). Je höher die RPZ ist, desto höher ist auch das aus dem Fehler resultierende Risiko.

FMEA: Ein Beispiel für die Berechnung des RPZ

Sie nehmen an, dass die Fehlerwahrscheinlichkeit bei drei liegt. Die Entdeckungswahrscheinlichkeit schätzen Sie mit zwei und somit als recht gering ein. Außerdem sind Sie der Annahme, dass der Schweregrad des Fehlers immens ist und bewerten ihn mit acht.

Aus der RPZ-Formel ergibt sich dann dieser Wert: RPZ = 2 x 3 x 8 = 48 von 1.000

6. Optimierung

Bei der Optimierung ergreifen Sie Maßnahmen zur Fehlervermeidung und -beseitigung. Anschließend nehmen Sie eine Restrisikobewertung vor, um die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens zukünftiger Fehler einschätzen und reduzieren zu können.

Das FMEA-Ziel besteht an dieser Stelle darin, die Chance zu erhöhen, dass potenzielle Fehler frühzeitig erkannt werden, um rechtzeitig geeignete Gegenmaßnahmen ergreifen und den einzelnen Maßnahmen eine Aufgabenpriorität zuweisen zu können.

7. Risiko- und Ergebnisdokumentation

Halten Sie unbedingt alle durchgeführten Berechnungen, getroffenen Entscheidungen und ergriffenen Maßnahmen schriftlich und übersichtlich fest. Das erleichtert Ihnen zukünftige FMEAs, spart eine Menge Zeit und hilft auch Außenstehenden dabei, die einzelnen Schritte und Maßnahmen nachzuvollziehen. Gegebenenfalls legen Sie ein komplettes FMEA-Handbuch an, in dem Sie alle Schritte und Maßnahmen sorgfältig und übersichtlich festhalten.

FMEA Vorlage

Die vorliegende Grafik kann Ihnen bei der Umsetzung einer FMEA als Vorlage dienen:

Quelle: Screenshot Quality

FMEDA vs. FMEA

Eine FMEA (Fehlermöglichkeiten und Einflussanalyse) untersucht die Ursachen von Fehlern und die sich daraus ergebenden Konsequenzen für einen Prozess im Speziellen oder ein Unternehmen im Allgemeinen. Hierbei wird zwischen qualitativen und quantitativen Analysen unterschieden.

Die FMEDA (Fehlermöglichkeiten, Einfluss- und Diagnoseanalyse) ist eine Sonderform der quantitativen FMEA. Sie wird vor allem in der Industrie und speziell in der Automobilbranche angewandt. Das Ziel der FMEDA besteht darin, Ausfallraten zu reduzieren und hierdurch eine Prozessoptimierung zu erreichen.

FMEA: Das sind die Vorteile

Mit einer FMEA gehen zahlreiche Vorteile einher. Unter anderem haben Sie die Chance, Risiken und Fehlermöglichkeiten rechtzeitig zu erkennen und somit den Produktionsprozess zu optimieren.

Hierbei achten Sie bereits in der Entwicklungsphase darauf, dass Ihr Produkt möglichst keine Fehler und Mängel aufweist und die Auftretenswahrscheinlichkeit von Problemen und Schäden möglichst gering ist. Das erleichtert die Herstellung, sorgt für eine hohe Kunden- und Kundinnenzufriedenheit und erfüllt die Vorgaben der ISO an Zuverlässigkeit und Qualität.

Durch eine FMEA sind Sie in der Lage, die Funktionstüchtigkeit und die Sicherheit der von Ihnen hergestellten Produkte merklich zu erhöhen. Auf diese Weise reduzieren Sie Gewährleistungsfälle und Haftungsansprüche. Insgesamt dient die FMEA dazu, Kosten für das Qualitätsmanagement zu reduzieren, indem eine Nachbearbeitung unnötig wird und Fehler von vornherein vermieden werden.

Fazit: Was bringt die Anwendung der FMEA-Methode Ihrem Unternehmen?

Die Konzeption und Umsetzung eines neuen Produktes sind immer eine große Herausforderung – eine, die gewisse Risiken birgt. Mit der FMEA-Methode können Sie mögliche Fehler und Fehlerursachen herausfinden und bewerten. Aus den Ergebnissen Ihrer Analyse leiten Sie passende Maßnahmen ab, wodurch am Ende die Qualität Ihres Produktes profitiert. Das wirkt sich wiederum positiv auf Ihre Geschäftsentwicklung aus.

Titelbild: Siam Virachitevin / iStock / Getty Images Plus