FMEA Fehler-Möglichkeits- und Einfluß-Analyse Design- und Prozeß-FMEA.
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FMEAFehler-Möglichkeits- und
Einfluß-Analyse
Design- und Prozeß-FMEA
Literaturangaben
• Potential Failure Mode and Effect Analysis Reference-Handbuch (Third Edition, Juli 2001)
• VDA 4.2 (1996)
• APQP & CP Referenz-Handbuch (1994)
• APQP Status Reporting Process (Ford, Checklisten)
• PPAP Third Edition (09 1999)
FMEA
Definition (allgemein, nach QS-9000)
Die FMEA ist eine systematische Folge von Aktivitäten mit der folgendes beabsichtigt wird:
1. Mögliche Fehler eines Produktes/ Prozesses und deren Folgen zu erkennen und zu bewerten.
2. Maßnahmen auszuweisen, die das Auftreten von möglichen Fehlern vermeiden oder reduzieren und
3. dieses Verfahren zu dokumentieren.
Arten von FMEAs(DaimlerChrysler/ QZ 5/2002)
• Hybrid-FMEA• Produkt und Prozeß oder Prozeß und Produkt
• kompatible Daten in Konstruktions- und Prozeßplanungsphase verwerten
• systematische Rückkopplung zwischen beiden Planungsphasen anstreben
• bessere Vermeidung eines Fehlers durch konstruktiven Ansatz sichern
Arten von FMEAsPPAP: Third Edition Sept. 1999
• Schüttgüter-FMEA oder
• FMEA für verfahrenstechnische Güter• Besonderheit: spezielle Bewertungen (B,A,E)• Design- und Prozeß-FMEA• starke Auswirkung von den Merkmalen der
gelieferten Produkte auf Kundenprodukte und -prozesse
• Produkte: Farben, Öle, Kunststoffe, ...
Arten von FMEAsFord Motor Company (03.2001)
• Maschinen-FMEA• Bewertungen (Auswahl)
• Verletzungsgefahr bei Bedienpersonal und Einrichter
• Auflagen des Gesetzgebers
• Reparaturdauer und Stillstandszeit
• defekte Teile
• Prozeßfähigkeit
• Zeitraum zwischen den Ausfällen (MTBF: Mean Time between Failure)
Arten von FMEAsFord Motor Company (03.2001)
• Umwelt-FMEA• Bewertungen (Auswahl)
• Verletzung von Kundenstandards
• Verletzung von Auflagen des Gesetzgebers
• Energieverbrauch und Recycling
• Qualität der Luft im Fahrzeug
• Allergien auslösende Stoffe
• Gewicht des Fahrzeugs (Verbrauch)
Arten von FMEAsFord Motor Company (APQP)
• Logistik-FMEA• Bewertungen (Auswahl)
• Auflagen des Gesetzgebers
• Transportzeiten und -strecken
• be- und entladen von Gefahrgütern
• Verpackungen
Arten von FMEAs Konzept-FMEA
Definition (Ford):
• Konzept-FMEAs dienen der Analyse von Systemen und Subsystemen und ihren Wechselbeziehungen in den frühen Entwicklungsphasen.
• mögliche Fehler werden im Zusammenhang mit geplanten Funktionen und Design-Entscheidungen betrachtet.
Bewertungstabelle für Design-FMEA
Bedeutung Auftreten Fehlerrate(Ford/ AIAG)
Fehlerrate (VDA)
Sicherheit (VDA)Entdecken
Sicherheitsrisiko, da die Folgen eines mögl. Fehlers die Sicherheit des Fahrzeugs beeinflussen und/ oder zur Ver-letzung behördl. Vorschriften führen. Ohne Warnung!
Sehr hoch,Andauernde Fehler
500.000 ppm
Faktor
100 von 1.000 100.000 ppm
10Absolutunwahrscheinlich
90%
Sicherheitsrisiko, da die Folgen eines mögl. Fehlers die Sicherheit des Fahrzeugs beeinflussen und/ oder zur Ver-letzung behördl. Vorschriften führen. Mit Warnung!
100.000 ppm 50 von 1.000 50.000 ppm
9Sehr unwahr-scheinlich
90%
Sehr hoch, Fahrzeug oder Teil ist nicht funktionsfähig. (Verlust der Hauptfunktion).
Hoch,häufige Fehler
50.000 ppm 20 von 1.000 20.000 ppm
8unwahr-scheinlich
98%
Hoch, Fahrzeug oder Teil ist mit Einschränkungen funktionsfähig. Der Kunde ist sehr unzufrieden.
10.000 ppm 10 von 1.000 10.000 ppm
7Sehr gering 98%
Mäßig, Fahrzeug oder Teil ist funktionsfähig, aber Teil(e) mit Bezug auf Komfort oder Bequemlichkeit sind nicht funktionsfähig. Der Kunde ist unzufrieden.
Mäßig,gelegentliche Fehler
5.000 ppm 5 von 1.000 5.000 ppm
6Niedrig 99,7%
1.000 ppm 2 von 1.000 2.000 ppm
5Mäßig 99,7%
500 ppm 1 von 1.000 1.000 ppm
4Mäßig hoch
99,7%Sehr leicht, Ausstattung, äußerliche Ausführung bzw. Quietsch- & Klapperverh. entsprechen nicht d. Forderungen.Der Fehler wird von den meisten Kunden (>75%) bemerkt.
Leicht, Fahrzeug oder Teil ist funktionsfähig, aber Teil(e) mit Bezug auf Komfort oder Bequemlichkeit arbeiten mit zu niedriger Leistung. Der Kunde ist etwas unzufrieden.
Gering, Ausstattung, äußerliche Ausführung bzw. Quietsch- & Klapperverhalten entsprechen nicht denForderungen. Der Fehler wird von 50% der Kundenwahrgenommen.
Niedrig,relativ wenigeFehler
100 ppm 0,5 von 1.000 500 ppm
3Hoch 99,9%
Sehr gering, Ausstattung, äußerliche Ausführung bzw. Quietsch- & Klapperverh. entsprechen nicht d. Forderungen. Fehler wird von wenigen Kunden (<25%) wahrgenommen.
50 ppm 0,1 von 1.000 100 ppm
2Sehr hoch 99,9%
Keine erkennbaren FolgenMinimal, Fehler unwahrscheinlich 1 ppm
10 ppm
1Mit Sicherheit 99,99%HNUHN_QMS
Bewertungstabelle für Prozeß-FMEA
Bedeutung Auftreten CpkFehlerrate (VDA)
Sicherheit (VDA)Entdecken
Sicherheitsrisiko ohne Vorwarnung,Nichteinhaltung gesetzlicher Vorschriften,Werkersicherheit, Liegenbleiber (VDA)
Sehr hochFehler ist nahezuunvermeidbar
100.000 ppm
Faktor
< 0,33 10Praktischunmöglich
90%
Sicherheitsrisiko mit Vorwarnung,Nichteinhaltung gesetzlicher Vorschriften,Werkersicherheit, Liegenbleiber (VDA)
50.000 ppm 0,33 9Sehr unwahr-scheinlich
90%
Sehr hocherhebliche Produktionsstörung, Fahrzeugnicht einsatzfähig, Verlust der Primärfunktion
HochFehler trat bei vergleichbarenProzessen häufig auf
20.000 ppm 0,51 8Unwahr-scheinlich
98%
Hochleichte Produktionsstörung, Verschrotten m. AussuchenFahrzeug ist einsatzfähig bei verminderter Leistung
10.000 ppm 0,67 7Sehr gering 98%
Mäßigleichte Produktionsstörung, Verschrotten ohneAussuchen, Ausfall von Komfortelementen
MäßigFehler trat beifrüheren Prozessengelegentlich auf
5.000 ppm 0,83 6Gering 99,7%
2.000 ppm 1,00 5Gering 99,7%
1.000 ppm 1,17 4Gering 99,7%Sehr leichtleichte Produktionsstörung, mögl. Nacharbeit (< 100%),Passung, Aussehen niO., Klapper-, Quietschgeräusche
Leichtleichte Produktionsstörung, möglicherweise Nacharbeit(100%), Beeinträchtigung von Komfortelementen
Geringleichte Produktionsstörung, mögl. Nacharbeit währendder Fertigung, Passung, Aussehen niO., Klapper-,Quietschgeräusch, normaler Kunde bemerkt den Fehler
Geringvereinzelte Fehler beiähnlichen Prozessen
100 ppm 1,33 3Hoch 99,9%
Sehr geringleichteste Produktionsstörung, mögl. Nacharbeit,Fehler wird nur von kritischen Kunden bemerkt
Sehr geringvereinzelte Fehler beifast gleichen Prozessen
50 ppm 1,50 2Sehr hoch 99,9%
Keine Folgen Unwahrscheinlich 1 ppm 1,67 1Praktisch sicher 99,99%
Fehlerrate(Ford/ AIAG)
HNUHN_QMS
100 von 1.000 100.000 ppm
50 von 1.000 50.000 ppm
20 von 1.000 20.000 ppm
10 von 1.000 10.000 ppm
5 von 1.000 5.000 ppm
2 von 1.000 2.000 ppm
1 von 1.000 1.000 ppm
0,5 von 1.000 500 ppm
0,1 von 1.000 100 ppm
10 ppm
Handout
Bewertungstabelle für Prozeß-FMEA
Bedeutung (B), Produktion/ Montage Auftreten (A)Entdeckunsmethoden
Sicherheitsrisiko, der Fehler kann den Werker (an derMaschine oder in der Montage) gefährden. Der Fehler trittohne Vorwarnung auf.
Sehr hochFehler ist nahezuunvermeidbar
Faktor
10kann/wirdnichtgeprüft
Sicherheitsrisiko, der Fehler kann den Werker (an derMaschine oder in der Montage) gefährden. Der Fehler trittmit Vorwarnung auf.
9indirekte/gelegentl.Prüfung
Sehr hoch, 100% der gefertigten Produkte müssen mög-licherweise verschrottet werden oder das Fahrzeug muß imRep.-Bereich länger als 1Std. repariert werden.
HochFehler trat beivergleichbaren Prozessen häufig auf
8Sicht-prüfung
Hoch, die gefertigten Produkte müssen möglicherweise aus-gesucht und teilweise verschrottet werden oder das Fahrzeugmuß im Rep.-Bereich 30 - 60 Minuten repariert werden.
7
Charts(SPC)
Mäßig, ein Teil der gefertigten Produkte (weniger als 100%)muß möglicherweise verschrottet werden (ohne Aussuchen)oder das Fahrzeug muß weniger als 30 Min. i.d. Rep.-Ber.
MäßigFehler trat beifrüheren Prozessengelegentlich auf
6Charts(SPC)
5
Fehlerent-deckung i.Folgestat.
4Sehr leicht, die gefertigten Produkte müssen möglicher-weise ausgesucht und teilweise (weniger als 100%)nachgearbeitet (nicht verschrottet) werden.
Leicht, 100% der gefertigtenTeile müssen möglicherweisenachgearbeitet werden oder das Fahrzeug muß repariertwerden, muß aber dazu nicht in den Reparatur-Bereich.
Gering, ein Teil der gefertigten Produkte (weniger als100%) muß möglicherweise im Gleichschritt mit der Ferti-gung, aber abseits des Operationsbereichs, nachgearb. w.
Geringvereinzelte Fehler beiähnlichen Prozessen
3
Sehr gering, ein Teil der gefertigten Produkte (wenigerals 100%) muß möglicherweise im Operationsbereich, imGleichschritt mit der Fertigung, nachgearbeitet werden.
2
Keine Folgen, leichte Störung für Operation oder Werker. Unwahrscheinlich 1HNUHN_QMS
Cpk
< 0,33
0,33
0,51
0,67
0,83 Gering
1,00
1,17
1,33
1,50
1,67
Fehlerrate(Ford/ AIAG)
100 von 1.000 100.000 ppm
50 von 1.000 50.000 ppm
20 von 1.000 20.000 ppm
10 von 1.000 10.000 ppm
5 von 1.000 5.000 ppm
2 von 1.000 2.000 ppm
1 von 1.000 1.000 ppm
0,5 von 1.000 500 ppm
0,1 von 1.000 100 ppm
10 ppm
Entdecken (E)
Praktischunmöglich
Sehr unwahr-scheinlich
Unwahr-scheinlich
Sehr gering
Mäßig
Mäßig hoch
Hoch
Sehr hoch
Prakt. sicher
Fehlervorb.Prüfmittel Man.-Prfg.
100%Gut/Schl.-Lehre
Einricht-/Erstteil-Prüfung
AuswahlInstall.Verifiz.
Fehlerunmögl.
autom.Entdeck.Stop-Funktion
n.i.O Teilkann nichtakzeptiertwerden
mehrereAkzept.-ebenen
zweifacheSicht-prüfung
Sehr geringvereinzelte Fehler beifast gleichen Prozessen
Handout
Bewertungstabelle für Prozeß-FMEA
Entdecken (E) Faktor
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Auftr. (A) (PPM)
100.000
50.000
20.000
10.000
5.000
2.000
1.000
500
100
10
Bedeutung (B), Produktion/ MontageBedeutung (B), Endverbraucher
Sicherheitsrisiko, der Fehler kann den Werker (an derMaschine oder in der Montage) gefährden. Der Fehler trittohne Vorwarnung auf.
Sicherheitsrisiko, der Fehler kann den Werker (an derMaschine oder in der Montage) gefährden. Der Fehler trittmit Vorwarnung auf.
Sehr hoch, 100% der gefertigten Produkte müssen mög-licherweise verschrottet werden oder das Fahrzeug muß imRep.-Bereich länger als 1Std. repariert werden.
Hoch, die gefertigten Produkte müssen möglicherweise aus-gesucht und teilweise verschrottet werden oder das Fahrzeugmuß im Rep.-Bereich 30 - 60 Minuten repariert werden.
Mäßig, ein Teil der gefertigten Produkte (weniger als 100%)muß möglicherweise verschrottet werden (ohne Aussuchen)oder das Fahrzeug muß weniger als 30 Min. i.d. Rep.-Ber.
Sehr leicht, die gefertigten Produkte müssen möglicher-weise ausgesucht und teilweise (weniger als 100%)nachgearbeitet (nicht verschrottet) werden.
Leicht, 100% der gefertigtenTeile müssen möglicherweisenachgearbeitet werden oder das Fahrzeug muß repariertwerden, muß aber dazu nicht in den Reparatur-Bereich.
Gering, ein Teil der gefertigten Produkte (weniger als100%) muß möglicherweise im Gleichschritt mit der Ferti-gung, aber abseits des Operationsbereichs, nachgearb. w.
Sehr gering, ein Teil der gefertigten Produkte (wenigerals 100%) muß möglicherweise im Operationsbereich, imGleichschritt mit der Fertigung, nachgearbeitet werden.
Keine Folgen, leichte Störung für Operation oder Werker.
kann/wirdnichtgeprüft
indirekte/gelegentl.Prüfung
Sicht-prüfung
Charts(SPC)
Charts(SPC)
Fehlerent-deckung i.Folgestat.
HNUHN_QMS
Prüfmittel Man.-Prfg.
100%Gut/Schl.-Lehre
Einricht-/Erstteil-Prüfung
AuswahlInstall.Verifiz.
Fehlerunmögl.
autom.Entdeck.Stop-Funktion
n.i.O Teilkann nichtakzeptiertwerden
mehrereAkzept.-ebenen
zweifacheSicht-prüfung
Sicherheitsrisiko, der Fehler beeinträchtigt die Fahrzeug-sicherheit und/ oder die Nichteinhaltung gesetzlicher Vor-schriften. Der Fehler tritt ohne Vorwarnung auf.
Sehr hoch, das Fahrzeug oder Produkt ist nichteinsatzfähig, Verlust der Primärfunktion.
Hoch, das Fahrzeug oder Produkt ist einsatzfähig, abermit verminderter Leistung. Der Kunde ist sehr unzufrieden.
Mäßig, das Fahrzeug oder Produkt ist einsatzfähig, jedochmit Ausfall einiger Komfortelemente. Der Kunde istunzufrieden.
Sehr leicht, Passung oder Aussehen ist nicht korrekt und/ oder es treten Klapper-/ Quietschgeräusche auf. Der Fehler wird von den meisten Kunden (mehr als 75%) bemerkt.
Leicht, das Fahrzeug oder Produkt ist einsatzfähig, jedochist die Leistung einiger Komfortelemente beeinträchtigt. Der Kunde ist etwas unzufrieden.
Gering, Passung oder Aussehen ist nicht korrekt und/ oder es treten Klapper-/ Quietschgeräusche auf. Der Fehlerwird von 50% der Kunden bemerkt.
Sehr gering, Passung oder Aussehen ist nicht korrekt und/ oder es treten Klapper-/ Quietschgeräusche auf. DerFehler wird nur von kritischen Kunden (<25%) bemerkt.
Keine erkennbaren Folgen.
Sicherheitsrisiko, der Fehler beeinträchtigt die Fahrzeug-sicherheit und/ oder die Nichteinhaltung gesetzlicher Vor-schriften. Der Fehler tritt mit Vorwarnung auf.
Besondere MerkmaleD-FMEA
Klassi-fizierung
Hinweis Bewertung SteuerungKontrolle
potentielles CCin der P-FMEA
YC B: 9 oder 10 n.a.
potentielles SCin der P-FMEA
YS B: 5 bis 8A: 4 bis 10
n.a.
keinCC oder SC
keine B: < 5 n.a.
Besondere MerkmaleP-FMEA
Klassi-fizierung
Hinweis Bewertung SteuerungKontrolle
CCkritisches Merkmal
CC B: 9 oder 10 Kontrollplan
SCsignifikantes Merkmal
SC B: 5 bis 8;A: 4 bis 10
Kontrollplan
High Impact(fähige Prozesse)
HI B: 5 bis 8;A: 4 bis 10
besondereSorgfalt
Besondere MerkmaleP-FMEA
Klassi-fizierung
Hinweis Bewertung SteuerungKontrolle
Operator SafetySicherheit der
Mitarbeiter
OS B: 9 oder 10 Freigabe durchArbeits-
sicherheit
keinCC oder SCHI oder OS
keine sonstigeBewertungen
n.a.
Besondere Merkmale
• Hinweis:
• erst nach Abschluß von D-FMEA und P-FMEA werden Besondere Merkmale bestätigt
• Rücksprache mit dem Kunden kann notwendig sein(QS-9000, VDA 6.1, ....)
• Kontrollplan muß unterschrieben sein(Ford: CC, bei allen Sicherheitsteilen ())
Design-FMEA
Definition (VDA 4.2):
• Eine Design-FMEA (System-FMEA Produkt) betrachtet mögliche Fehlfunktionen von Produktsystemen als mögliche Fehler
• Die Fehleranalysen gehen dabei, wo erforderlich, stufenweise bis in die Auslegungsfehler einzelner Bauteile
Prozeß-FMEA
Definition (VDA 4.2):
• Eine Prozeß-FMEA (System-FMEA Prozeß) betrachtet die möglichen Fehlfunktionen eines Produktionsprozesses (z.B. Fertigungs-, Montage-, Logistik- oder Transportabläufe) als mögliche Fehler.
FMEA “Abschluß”
Konzept-FMEA:
• vor Festlegung der Funktionen des Designs
Design-FMEA:
• vor Freigabe der Konstruktion zur Produktion
Prozeß-FMEA:
• bevor alle Operationen untersucht und die besonderen Merkmale in den Kontroll-Plan eingearbeitet sind
FMEA “Überarbeitung”
vergleiche PPAP (Auswahl)
• neue Gesetze oder Zulassungsbedingungen
• neue Anforderungen an das Produkt oder neuer Anwendungsbereich
• geänderte Prozesse
• neue Standorte für die Produktion
• im Rahmen der 8D-Disziplinen
• bei Reklamationen
Ergänzende APQP-Elemente
• Design-Prüfungen
• Designverfizierungsplan
• Prototypen-Kontrollplan
• Flußdiagramm zum Fertigungsprozeß
• Vorserien-Kontrollplan
• Produktions-Kontrollplan
• Arbeitsanweisungen für der Prod.-Prozeß
Zeitpunkt festlegen
FMEAs erstellen vor der
• Festlegung von Systemen
• Prototypenphase
• Auswahl von Materialien
• Auswahl von Prozessen
• Entwicklung von Verpackung
• Entscheidung über Logistik
Optimierung
• Ziel
• Robust Design
• Fähige Prozesse
• Reduzierung von Bedeutung (nur D-FMEA) und Auftreten von Fehlern (Ford: Kritikalität = B x A)
• Fehlervermeidung
• Reduzierung der RPZ = B x A x E
• Fehlerentdeckung