DE102018005262A1

DE102018005262A1 - Verfahren zur bauteilunabhängigen Fehlermöglichkeits- und -Einflussanalyse (FMEA)

Info

Publication number: DE102018005262A1
Application number: DE102018005262.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2020-01-02

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren, zur bauteilunabhängigen FehlerMöglichkeits- und -Einflussanalyse (FMEA). Dabei wird die Struktur und das Funktions- und Fehlernetz eines Produkts unabhängig von Bauteilen beschrieben. Die Funktions- und Fehlfunktionsbeschreibung bezieht sich dabei grundlegend auf das fertige Produkt.

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren, zur bauteilunabhängigen Fehlermöglichkeits- und -Einflussanalyse (FMEA).
Im Rahmen des Qualitätsmanagements wird die FMEA zur Erhöhung der technischen Zuverlässigkeit und zur Fehlervermeidung vor allem in der Design- bzw. Entwicklungsphase neuer Produkte oder Prozesse vorbeugend eingesetzt. Dabei werden mögliche Produktfehler und deren Bedeutung für das System bzw. Kunden, dessen Auftretens- und Entdeckungswahrscheinlichkeiten mit entsprechenden Kennzahlen bewertet. Verbreitung findet diese analytische Methodik in vielen Industriezweigen wie z. B. In der Automobilindustrie oder auch in der Luft- und Raumfahrt.
Gemäß dem Stand der Technik, z. B. EP 1 192 543 werden jeder Funktion einer Komponente entsprechende Fehlfunktionen zugeordnet. Diese beschreiben mögliche Fehler, die bei der Komponente auftreten können. Die Fehlerfolgen werden dabei in der übergeordneten Komponente als Fehlfunktion definiert. Mit Zuhilfenahme eines Formblattes werden die möglichen Fehler des Produktes bzw. Systems eingetragen und nach Auftretenswahrscheinlichkeit, Risiko für den Kunden und Aufdeckungswahrscheinlichkeit mit Faktoren bewertet. Durch Multiplikation dieser Faktoren wird eine sogenannte Risikoprioritätszahl (RPZ) ermittelt. Bei entsprechend hoher RPZ werden Maßnahmen definiert, die entweder die Auftretenswahrscheinlichkeit senkt oder die Aufdeckungswahrscheinlichkeit erhöht.
Derzeit werden FMEA's erst dann erstellt, wenn ein Realisierungskonzept vorhanden und die wichtigsten Baugruppen bzw. Bauteile bekannt sind. Weshalb hier auch von bauteilabhängigen FMEA's gesprochen wird. Zur Auswahl eines Gewinnerkonzeptes aus mehreren Realisierungskonzepten, können bauteilabhängige FMEA's schlecht verwendet werden, da hier ein extrem erhöhter Zeitaufwand nötig ist, weil jedes Konzept eine eigene vollständige FMEA verfolgt. Zweiter Grund ist, dass im Zeitstrahl des Entwicklungsplanes erst begonnen werden kann, wenn die Bauteile feststehen.
Ein weiterer Nachteil bauteilabhängiger FMEA's liegt darin, dass zwar die Möglichkeit eines strukturübergreifendes Funktions- und Fehlernetzes für ein Projekt (D- und PFMEA) besteht, die Wiederverwendbarkeit für andere Produktgenerationen aber nicht gegeben ist. Grund dafür ist, dass es keine Abgrenzung zum Gesamtsystem gibt. Weiter ist auch keine Abgrenzung Gesamtsystem zu Bauteilen in einer DFMEA gegeben und somit auch keine Zuordnung zur PFMEA für ein strukturübergreifendes Funktions- u. Fehlernetzes möglich.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer sehr frühen Phase einer Produkt-Entwicklung als Werkzeug zu dienen, um Realisierungskonzepte zu erstellen und miteinander zu vergleichen und somit bewerten zu können. Somit ist es dann möglich das beste Konzept, das sogenannte Gewinnerkonzept aus einer eventuellen Vielzahl von möglichen Realisierungskonzepten, auswählen zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine bauteilunabhängige Struktur aus idealerweise vier Ebenen (1) erstellt wird. Die Ebene 1 (1) dient als Hilfsebene, an der die Top-Funktionen und Top-Fehlfunktionen der nächsten Ebene (2) zusammengeführt werden. Die erste Ebene beschreibt, was die Kundenanforderung erfüllt, bzw. nicht erfüllt. Ebene 2 (2) enthält die Top-Funktionen und Top-Fehlfunktionen des gesamten Produktes. Ebene 3 (3) definiert die Merkmale des Gesamtproduktes, die Funktionen und Fehlfunktionen. Die Ebene 4 (4) beschreibt die Fehlerursachen für das Gesamtprodukt und die dazugehörigen Fehlfunktionen.
Die genannte bauteilunabhängige Struktur ermöglicht es, dass diese für gleiche oder ähnliche Aufgabenstellungen bzw. Produkte unverändert verwendet werden können. Bauteilbezogene Funktionen, Fehlfunktionen und Merkmale müssen lediglich an der richtigen Stelle mit der bauteilunabhängigen FMEA (6) verknüpft werden. Dies stellt eine nennenswerte Zeitersparnis dar, verglichen mit der Neuerstellung einer FMEA, für zum Beispiel neue Produktgenerationen. Somit kann für neue Entwicklungsprojekte die bauteilunabhängige FMEA des Gesamtsystems (6) zum FMEA-Start für Konzeptauswahl (17) verwendet werden und begleitet fortführend die FMEA in den einzelnen Entwicklungsstufen und zwar beginnend in einer sehr frühen Phase, wenn noch keine Bauteile bekannt sind.
Diese Eigenschaft führt zu einem weiteren Vorteil der beschriebenen Erfindung, dass sie als Bindeglied zwischen internen FMEA's und externen Kunden-FMEA's bzw. Lieferanten Prozess-FMEA's fungiert (14). Dabei differenziert sie zwischen System-, Bauteil- und Schnittstellenanforderung, Anforderung zum Gesamtsystem und zu Bauteilen mit deren Schnittstellen.
Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass an die bauteilunabhängige FMEA (6) für das Gesamtsystem nach der Auswahl des Gewinner-Konzeptes, und somit nach bekannt werden der benötigten Bauteile, die bauteilabhängige Analyse mit deren Auswirkungen auf das Gesamtsystem (Fehlerfolgen) erfolgen kann (4 und 5).
Somit ist die Darstellung einer FMEA in einer Struktur in Form eines übergreifenden Fehler-( 7), bzw. Funktionsnetz (6) aus zwei eigenständigen FMEA's, Gesamt- und Bauteilsystem (7) möglich. Im Formblatt (15) wird dies so dargestellt, dass die Auswirkungen der Bauteilfehler auf das Gesamtsystem in der Folgespalte erscheinen.
Ebenso kann eine PFMEA (8) mit der bauteilunabhängigen FMEA (6) des Gesamtsystems verknüpft werden (8 und 9). Dies ermöglicht die Darstellung der Prozessfehler der einzelnen Prozessschritte (9) und deren Auswirkungen auf das Gesamtsystem. Damit wird unter anderem ein strukturübergreifendes Fehler- (10), bzw. Funktionsnetz beschrieben. und kann somit in einem übergreifenden Netz, bzw. Formblatt dargestellt werden (16).
Zusätzlich zur einzelnen Einbindung einer bauteilabhängigen FMEA-Analyse und der Analyse der Prozessschritte (9), können auch D- (5) und PFMEA (8) gleichzeitig mit der bauteilunabhängigen FMEA (6) verknüpft und in einer Struktur dargestellt werden (11). Somit sind strukturübergreifende Funktions- (12) und Fehlernetze (13) zwischen bauteilunabhängiger FMEA des Gesamtsystems (6), DFMEA-Analyse Baugruppe (11) und Bauteile (10) und PFMEA-Analyse Prozesse, Prozessschritte (8) möglich. Dies hat den Vorteil, dass auch eine strukturübergreifende Maßnahmenverfolgung möglich ist, sobald die Entwicklung auch die Einflüsse der einzelnen Prozessschritte (9) auf das Gesamtsystem betrachtet hat (16).
Ein weiterer Vorteil der bauteilunabhängigen FMEA (6) besteht darin, dass komplexe Endprodukte durch die Verknüpfung diverser FMEA-Arten von Unterbaugruppen strukturübergreifend, dargestellt werden können (14). Dabei werden zum Beispiel die Topfehlfunktionen einer Unterbaugruppe bei der nächst höheren Baugruppe als Bauteilfehler behandelt. Auch kann die bauteilunabhängige FMEA (6) einer Unterbaugruppe, die Schnittstelle zu einer PFMEA eines Lieferanten dienen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1192543 [0003]

Claims

Bauteilunabhängige FMEA, bestehend aus mindestens 2 Ebenen dadurch gekennzeichnet, dass in der Ebene (2) die Top-Funktionen und die Top-Fehlfunktionen des Gesamtproduktes beschrieben sind, in der Ebene (3) die Funktionen, die Fehlfunktionen und die Merkmale des Gesamtproduktes beschrieben sind
Bauteilunabhängige FMEA nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ebene (4) die Ursachen der Fehlfunktionen der zweiten Ebene definiert sind.
Bauteilunabhängige FMEA nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ebene (1) definiert ist, was die Kundenanforderung erfüllt bzw. nicht erfüllt.
Bauteilunabhängige FMEA nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Topfunktionen, Topfehlfunktionen, Funktionen und Fehlfunktionen des Gesamtproduktes ein Funktionsnetz (2) erstellt wird.
Bauteilunabhängige FMEA nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Topfunktionen, Topfehlfunktionen, Funktionen und Fehlfunktionen des Gesamtproduktes ein Fehlernetz (3) und ein Funktionsnetz (2) erstellt wird, das die möglichen Fehlfunktionen und Funktionen des Gesamtsystems beschreibt.
Bauteilunabhängige FMEA nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die bauteilunabhängige FMEA die Schnittstelle für die bauteilabhängige DFMEA bildet ( 4).
Bauteilunabhängige FMEA nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die bauteilunabhängige FMEA die Schnittstelle zur PFMEA bildet.
Bauteilunabhängige FMEA nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die bauteilunabhängige FMEA die Mindestanforderung für das Gesamtsystem und die Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen definiert und deren Bewertung (17).
Bauteilunabhängige FMEA nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die bauteilunabhängige FMEA die Voraussetzung schafft für ein übergreifendes Funktions-( 12) und Fehlernetz (13) für Design- und PFMEA (11).
Bauteilunabhängige FMEA nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die bauteilunabhängige FMEA die Voraussetzung schafft für übergreifende Schnittstellen zu extern - Kunden/Lieferanten.