Wie man eine Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse FEA durchführt

Jede Handlung, die wir unternehmen, ist mit einem gewissen Maß an Unsicherheit behaftet und birgt daher ein Risiko. Wir haben bereits erwähnt, dass Risiko die Auswirkung von Ungewissheit ist und dass diese Auswirkung entweder positiv (manche nennen es Chance) oder negativ sein kann.

Es gibt mehrere Instrumente für das Risikomanagement, und eines davon ist die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse.

Heute werden wir über das Konzept der FEA sprechen, über ihre Vor- und Nachteile, welche Arten von FEA es gibt und wie sie durchgeführt wird, einschließlich der Phasen, aus denen sie besteht. Natürlich werden wir auch ein praktisches Beispiel anführen, das Sie durch Ihre eigene Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse führen wird.

Lassen Sie uns anfangen!

Was ist die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse

Auch bekannt unter der Abkürzung FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), ist die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse definiert als ein Verfahren zur Risikoerkennung, das auf der Analyse potenzieller Fehler beruht und die Durchführung von Maßnahmen zur Vermeidung von Fehlern und zur Verbesserung der Qualität ermöglicht.

Und wenn Ihnen das Konzept immer noch nicht klar ist, versuchen Sie, jedes Wort aufzuschlüsseln:

FEA beantwortet also die Fragen: Wie kann das System, das Produkt oder der Prozess versagen? Was passiert dann?

Vor- und Nachteile der FEA-Analyse

Als eine von vielen Techniken für das Risikomanagement und die Qualitätsverbesserung können wir sie nach den Vor- und Nachteilen unterscheiden, die sie im Vergleich zu anderen aufweist.

Es gibt viele Vorteile und Nutzen der FEA-Analyse, aber ich glaube, dass sie alle zu den folgenden 4 gehören:

• Steigert die Prozesseffektivität: Erreicht das Ziel mit weniger Ressourcen.
• Reduziert Wartungskosten und solche, die mit Fehlern verbunden sind.
• Verbessert die Kundenzufriedenheit, indem verhindert wird, dass sie mangelhafte Produkte oder Dienstleistungen erhalten oder solche, die ihren Anforderungen nicht entsprechen.
• Erhält das Wissen des Unternehmens, da es sich um eine dokumentierte Methode handelt.

Wie Sie sehen, sind dies recht wichtige Vorteile. Daher wird sie häufig für die Implementierung von Business-Continuity-Management-Systemen (ISO 22301) oder Qualitätsmanagement-Systemen (ISO 9001) verwendet, um nur zwei zu nennen.

Andere Autoren haben auf Nachteile der FEA hingewiesen, obwohl ich es vorziehe, sie als Einschränkungen zu bezeichnen, von denen einige sehr technisch sind. Hu-Chen fasst in seinem Buch viele von ihnen zusammen, indem er erwähnt, dass:

• Rankings, die auf Schweregrad, Auftreten und Entdeckungsfaktoren basieren, gleich gewichtet werden, was dazu führen kann, dass ein Fehlermodus, der z.B. einen hohen Schweregrad hat, einen niedrigeren NPR hat, ungeachtet der Tatsache, dass es angesichts der Schwere des Fehlers eine Priorität sein sollte, Korrekturmaßnahmen durchzuführen.
• Der Erfolg der Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse wird durch die Erfahrung und das Wissen der Mitglieder über das zu analysierende Produkt, Verfahren oder System bestimmt.
• NPRs mit demselben Wert können trotz unterschiedlicher Kombinationen von Schweregrad, Auftreten und Entdeckung erzeugt werden.
• Die mathematische Berechnung von NPRs reagiert empfindlich auf Variationen bei Schweregrad, Auftreten und Entdeckung.
• Die NPR beschränkt sich auf sicherheitsrelevante Risiken und berücksichtigt keine anderen Risikofaktoren, wie z.B. wirtschaftliche Faktoren.

Typen der FEA

Abhängig vom Anwendungsansatz der Failure Modal and Effects Analysis gibt es verschiedene Arten der FEA. Wir haben bereits erwähnt, dass die FEA-Methodik auf einen Prozess, ein Produkt oder ein System angewandt werden kann.

System-FEA (SFMEA)

Software-Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse. Das S am Anfang des Akronyms ist bezeichnend. Es handelt sich um eine Analyse, die darauf abzielt, mögliche Fehler bei der Softwareentwicklung zu vermeiden, indem sichergestellt wird, dass die verschiedenen Komponenten (Funktionen, Benutzeroberfläche, Wartung usw.) kompatibel sind und wie erwartet funktionieren.

Design Failure Mode and Effects Analysis (DFMEA)

Design Failure Mode and Effects Analysis. Ich ziehe es vor, es Produkt-FEA zu nennen. Die Analyse zielt darauf ab, Risiken in einem neuen Design oder einer Änderung eines Produkts oder einer Dienstleistung zu identifizieren.

Prozess-FEA (PFMEA)

Prozess-Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse. Sie untersucht jede Phase eines Prozesses, um Risiken und Fehler aus verschiedenen Quellen zu identifizieren, die häufigsten sind die berühmten M’s (Manpower, Materials, Machinery, Measurement, Environment), die wir bereits in Ingenio Empresa hier besprochen haben.

Wie man eine PFMEA durchführt

Es gibt keine festgelegten Phasen für die Durchführung einer PFMEA oder eine bestimmte Anzahl von Schritten. Die Methodik variiert von Autor zu Autor, aber sie basieren alle auf der gleichen Sache und führen zum gleichen Ergebnis.

Wir werden ein Beispiel für FEA anhand eines Buchherstellungsprozesses diskutieren.

Schritt 1: Anwendungsobjekt und Vorinformationen

Wir können nicht in ein System, einen Prozess oder ein Produkt eingreifen ohne Vorinformationen, z.B. Diagramme, Spezifikationen, Konstruktionszeichnungen, etc. In diesem Schritt müssen wir die Aktivitäten, die im Falle eines Prozesses oder Produkts durchgeführt werden, oder die Teile im Falle eines Systems abbilden. Der Umfang der Informationen hängt von der Komplexität des Anwendungsgegenstandes und dem Stadium ab, in dem er sich befindet.

Beispielsweise kann bei der Herstellung eines neuen Waschmaschinenmodells mehr Information erforderlich sein als bei der Änderung eines bereits bestehenden, das bereits entwickelt und vermarktet wurde.

Ein weiteres Beispiel: Bei einem bereits etablierten Prozess ist es notwendig, die Aktivitäten, aus denen er sich zusammensetzt, zu erfassen oder in einem Diagramm darzustellen. Bereits implementierte Werkzeuge wie Flussdiagramm, SIPOC oder Flowchart sind für den Anfang sehr nützlich.

Anmerkung: Mit Anwendungsobjekt meine ich das System, Produkt oder den Prozess, auf den eine FEA angewendet wird.

Weiter mit unserem Beispiel des Buchherstellungsprozesses:

Schritt 2: Zusammenstellung des Teams

Wir können keine FEA-Analyse ohne ein Team durchführen, das das Anwendungsobjekt kennt.

Es ist nicht notwendig, dass das gesamte Team über MEA-Kenntnisse verfügt, wenn es einen Teamleiter gibt, was empfohlen wird. Dieser Leiter wird die Sitzungen leiten und die Analyse dokumentieren, so dass er oder sie über fundierte Kenntnisse der Methodik verfügen sollte.

Es kann erforderlich sein, dass das Team je nach Stadium des Anwendungsobjekts und der damit verbundenen Erfahrung unterschiedliche Profile hat. Zum Beispiel Betriebspersonal für die Herstellung eines Molkereiprodukts und Logistikpersonal für dessen Transport. Je nach Fall kann es auch nützlich sein, Mitarbeiter zu haben, die mit dem Kunden in Kontakt stehen.

Schritt 3: Beschreibung der Gegenstände

Die Beschreibung der zu analysierenden Gegenstände kann unterschiedlich sein, je nachdem, welche Perspektive wir verwenden. Ich empfehle jedoch, alle zu verwenden.

• In der Komponentenperspektive werden wir jede der Komponenten (Redundanz) der Maschine für unsere FEA-Analyse heranziehen.
• In der Ausfallfaktorperspektive werden wir versuchen, die Ausfälle entsprechend ihrer Klassifizierung zu erkennen. Zum Beispiel würden diejenigen, die sich auf die Gesundheit des Kunden oder Arbeiters auswirken, als Fehler im Zusammenhang mit dem Gesundheitsfaktor klassifiziert.
• In der Perspektive der Abfolge von Aktivitäten verwenden wir die Aktivitätszuordnung, um den potenziellen Fehler in der Rückverfolgbarkeit des Produkts oder der Dienstleistung zu identifizieren.

Die Beschreibung von Gegenständen erfolgt in der Regel anhand der Reihenfolge. Auch die Nutzung anderer Perspektiven wird empfohlen. Bei der Analyse der Drehmaschine zum Beispiel können bei der Verwendung einer Sequenz von Aktivitäten potenzielle Fehler in Verbindung mit den Komponenten übersehen werden.

Für unser Beispiel verwenden wir die Sequenz von Aktivitäten:

Schritt 4: Bestimmen der Fehlermodi

Bei dieser Art der Analyse erhält man zunächst die Fehlermodi, die bereits aufgetreten sind. Wenn sie nicht bereits dokumentiert sind, müssen sie dokumentiert werden.

Der nächste Schritt besteht darin, aus den verschiedenen Blickwinkeln von Schritt 3 potenzielle Fehlerarten zu identifizieren. Unter Fehlermodi verstehe ich die Art und Weise, wie ein Produkt, ein Prozess oder eine Dienstleistung die Anforderungen nicht erfüllt.

Zum Beispiel:

• Ein Fehler aus der Sicht eines Prozesses könnte sein: Waage nicht auf das Materialgewicht eingestellt.
• Ein Fehler aus Produktsicht kann sein: Fleckiger Stuhl am rechten Bein.
• Ein Fehler aus Systemsicht ist: Software stürzt aufgrund übermäßiger Anforderungen ab.
• Ein Fehler aus Systemsicht ist: Software stürzt aufgrund übermäßiger Anforderungen ab.

Fehlermodi im Beispielprozess:

Schritt 5: Bestimmen der Auswirkungen von Fehlermodi

Für jeden der identifizierten Fehlermodi (potenzielle und bereits aufgetretene) müssen wir die Auswirkungen bestimmen, die er erzeugt. Mit Auswirkungen meine ich die Folgen für den Kunden oder nachgelagerte Prozesse.

Zum Beispiel:

• Potenzieller Fehler: Skalierung der Anpassung für das Materialgewicht.
• Potenzieller Effekt: Das Materialgewicht entspricht nicht den Vereinbarungen mit dem Kunden.

Es ist wichtig, dass wir uns bei der Ermittlung der Auswirkungen auf die unmittelbaren Auswirkungen konzentrieren und nicht auf die nachgelagerten oder katastrophalen. Eine falsch ausgerichtete Waage könnte zur Unzufriedenheit des Kunden führen, wenn das Material beim Kunden zu Hause ankommt, aber das ist nicht die unmittelbare Folge. Die unmittelbare Auswirkung ist, dass das Material nicht das mit dem Kunden vereinbarte Gewicht hat.

Schritt 6: Schweregradbewertung

Auch als Schweregrad bekannt, wird der Schweregrad normalerweise auf einer Skala von 1 bis 10 bewertet, wobei 1 vernachlässigbar ist und 10 katastrophal ist.

Die folgende Schweregradtabelle kann Ihnen bei der Zuordnung einer Bewertung helfen:

Es ist möglich, dass ein Fehlermodus mehr als eine Auswirkung hat, daher sollten Sie die Auswirkung berücksichtigen, die den größten Schweregrad erzeugt.

Für unser Beispiel:

Schritt 7: Bestimmung der Ursachen

Für jeden Fehlermodus müssen wir die Ursachen bestimmen, die ihn verursachen. Instrumente zur Ursachenanalyse wie das Ishikawa-Diagramm, Pareto oder 5 Why sind sehr nützlich.

Dieser Schritt ist sehr wichtig, denn wenn die Ursache potenzieller Risiken gefunden wird, ist es wahrscheinlicher, dass die Aktivität zu guten Ergebnissen führt.

Die Ursachen des FEA-Beispiels, das wir besprochen haben:

Schritt 8: Bewertung des Auftretens

Nun bestimmen wir die Auftretens- oder Häufigkeitsrate, die einfach die geschätzte Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Fehlers für die notierte Ursache ist. Wie der Schweregrad wird auch das Auftreten in der Regel auf einer Skala von 1 bis 10 eingestuft, wobei 1 als sehr unwahrscheinlich und 10 als unvermeidlich gilt.

Ein Leitfaden für die Bewertung von Vorkommnissen ist:

Das Vorkommnis, das zu dem von uns besprochenen Beispiel geführt hat:

Schritt 9: Identifizierung von Kontrollen

Ausgehend von den bereits notierten Ursachen identifizieren wir nun Kontrollen. Unter Kontrollen verstehe ich die Verfahren, Aktionen, Mechanismen oder Tests, die derzeit eingesetzt werden, um zu verhindern, dass Fehler entstehen und den Kunden oder die Kundenprozesse erreichen.

Kontrollen können darauf abzielen, 1) den Fehler zu entdecken, nachdem er aufgetreten ist, aber bevor er den Kunden erreicht, 2) zu verhindern, dass die Ursache entsteht, oder 3) die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Ursache auftritt.

Für unser Beispiel:

Schritt 10: Bewertung des Erkennungsgrads der Kontrollen

Jetzt weisen wir jeder Kontrolle den Erkennungsgrad zu, d.h. wir schätzen ab, wie gut die identifizierten Kontrollen eine Ursache oder ihren Fehlermodus erkennen können, nachdem sie erzeugt wurde, aber bevor sie den Kunden erreicht. Sie wird auch auf einer Skala von 1 bis 10 bewertet, wobei 1 eine Kontrolle ist, bei der der Fehler mit Sicherheit entdeckt wird, und 10 eine Kontrolle, bei der er mit Sicherheit NICHT entdeckt wird.

In einer Abbildung:

In der folgenden Abbildung füge ich den Entdeckungsgrad der Kontrollen bei:

Schritt 11: Berechnen der prioritären Risikonummer (PRN)

Die prioritäre Risikonummer ergibt sich aus der Multiplikation von Schweregrad, Auftreten und Entdeckung.

NPR = Schweregrad * Auftretensgrad * Entdeckungsgrad

Die Risikoprioritätszahl wird berechnet, um Fehlermöglichkeiten und deren Ursachen zu priorisieren. In unserem Beispiel sind die Fehlermodi mit dem höchsten NPR-Wert Tippfehler und Papierstau.

Schritt 12: Maßnahmen ergreifen

Der letzte Schritt besteht darin, Maßnahmen zu ergreifen. Diese Maßnahmen können darauf abzielen, das Design oder den Prozess zu ändern, um die Schwere oder das Auftreten zu verringern. Sie können auch zusätzliche Kontrollen sein, um den Grad der Aufdeckung zu erhöhen. Mit anderen Worten: Maßnahmen können sich auf Fehler, Ursachen oder Kontrollen konzentrieren.

Die Wirksamkeit von Maßnahmen hängt weitgehend von ihrer Planung ab. In diesem Fall sind Hilfsmittel wie 5W + 2H sehr nützlich. Zumindest sollten wir definieren:

• Was ist zu tun
• Verantwortliche
• Zeiten
• Erforderliche Ressourcen
• Standorte

Es ist jedoch nicht notwendig, all dies im FEA-Dokument detailliert darzustellen. Es reicht aus, wenn man angibt, was zu tun ist.

Schritt 13: Die neue NPR

Jedes Mal, wenn eine Maßnahme durchgeführt wird, ist es sinnvoll, die neue NPR zu berechnen, um festzustellen, ob die Maßnahme wirksam war. Eine Maßnahme ist dann wirksam, wenn das Ergebnis, für das sie eingeleitet wurde, erreicht wird. Wenn also die NPR gesenkt wird, ist die Maßnahme wirksam.

Beispiel AMEF

Damit sieht das Buch, das wir als Beispiel für die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse verwenden, wie folgt aus:

Wann eine AMEF-Analyse durchführen

Die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse erfordert nur die Bereitschaft, sie anzuwenden. Es handelt sich um eine Analyse, die an dem Ort, an dem sie angewandt wird, dynamisch aktualisiert wird, so dass es keinen bestimmten Zeitpunkt für die Durchführung einer FEA gibt.

Es gibt jedoch Szenarien, in denen es sinnvoll ist, dieses Werkzeug zu verwenden, zum Beispiel:

• Einführung von Managementsystemen, die eine Risikoanalyse erfordern.
• Auf Grund von Kundenanforderungen, zum Beispiel, wenn die Kontinuität einer Dienstleistung garantiert werden muss.
• Entwurf neuer Produkte, Dienstleistungen, Prozesse oder Software.
• Wiederholte Fehler in einem Produktionsprozess oder einer Dienstleistung.
• Wartungsprogramme.
• Prozessdokumentation.

Herunterladen des Formats mit dem Beispiel der FEA

Klicken Sie hier, um das Format herunterzuladen, das für die Durchführung des Beispiels der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse erstellt wurde

Quelle:

Liu, Hu-Chen. (2016). FMEA: Verwendung von Unsicherheitstheorien und MCDM-Methoden. Springer SIngapore, ed 1.

Neufelder, A. M. (2010). Überblick über die Software-Fehlermöglichkeits-Effekt-Analyse. Abgerufen am 25. Juli 2020, von http://www.softrel.com/fmea%20overview.pdf

Bellovi, M. (2004). NTP 679: Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse. FMEA. Abgerufen am 25. Juli 2020, von https://www.insst.es/documents/94886/326775/ntp_679.pdf/3f2a81e3-531c-4daa-bfc2-2abd3aaba4ba

Zuñiga Rodríguez, A. (31. Januar 2018). Fehlermöglichkeitsanalyse und ihre Auswirkungen FMEA: Ansätze zur Verbesserung der Priorisierung von Fehlermöglichkeiten. Abgerufen am 25. Juli 2020, von http://planetrams.iusiani.ulpgc.es/?p=2940&lang=de

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