Was ist FMEA? Ein Leitfaden für Instandhaltungs- und Zuverlässigkeitsteams
Erfahren Sie, wie FMEA Wartungs- und Zuverlässigkeitsteams dabei hilft, Ausfallmodi zu identifizieren, Risiken zu bewerten, Wartungsmaßnahmen zu priorisieren und fundiertere Entscheidungen zur Anlagenzuverlässigkeit zu treffen.
Was Sie in diesem Artikel lernen werden:
Was FMEA ist und was FMEA für Wartungs- und Zuverlässigkeitsteams bedeutet
Wie FMEA in der Instandhaltung und Fertigung eingesetzt wird
So führen Sie eine FMEA-Analyse unter Berücksichtigung von Schweregrad, Auftreten und Erkennung durch
Was sollte eine FMEA-Vorlage für Instandhaltungsteams enthalten?
Wie FMEA die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung und umfassendere Entscheidungen im Anlagenmanagement unterstützt
Wie Arbeitsaufträge, Zustandsdaten und die Ausfallhistorie dazu beitragen können, die FMEA-Analyse auf dem neuesten Stand zu halten
Instandhaltungs- und Zuverlässigkeitsteams benötigen strukturierte Verfahren, um Ausfälle von Anlagen vorherzusehen, bevor diese zu Betriebsausfällen, Sicherheitsproblemen oder Produktionsausfällen führen. Die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) ist eine systematische Methode zur Identifizierung potenzieller Anlagen- oder Prozessausfälle, zur Bewertung ihrer Auswirkungen und zur Priorisierung von Maßnahmen zur Risikominderung.
Die FMEA kann bereits während der Entwicklung eines Produkts oder Systems beginnen und sich über dessen gesamte Lebensdauer erstrecken. Für Wartungs-, Fertigungs- und Zuverlässigkeitsteams hilft sie dabei, Ressourcen gezielt auf die Fehlermodi zu konzentrieren, die das größte Risiko darstellen.
In diesem Artikel wird erläutert, was FMEA bedeutet, wie FMEA in der Instandhaltung und Fertigung eingesetzt wird, wie die Analyse funktioniert und wie sie umfassendere Zuverlässigkeits- und Instandhaltungsstrategien unterstützen kann.
Was ist FMEA?
FMEA steht für „Failure Mode and Effects Analysis“ (Fehlermöglichkeits- und Auswirkungenanalyse). Es handelt sich um eine systematische Methode, mit der potenzielle Fehlermodi identifiziert, deren Ursachen und Auswirkungen erfasst und Risiken bewertet werden, damit Teams Maßnahmen priorisieren können.
Das Hauptziel besteht darin, Informationen zu Störungen in eine strukturierte Analyse umzuwandeln, die den Teams dabei hilft, das operative Risiko zu verringern.
Fehlermodus: Die Art und Weise, wie eine Anlage, eine Komponente, ein Prozess oder eine Funktion ausfallen könnte.
Folgenanalyse: Die Bewertung der Auswirkungen, die ein solcher Ausfall mit sich bringt, einschließlich möglicher Auswirkungen auf den Betrieb, die Sicherheit, die Qualität, die Umwelt oder die Kunden.
Was ist FMEA-Wartung?
MEA in der Instandhaltung konzentriert sich auf die Funktionen der Anlagen, mögliche Ausfallarten, deren Folgen sowie die Kontrollmaßnahmen, mit denen diese verhindert oder erkannt werden können. Es hilft den Teams dabei, festzustellen, wo vorbeugende Instandhaltung, Zustandsüberwachung, Ersatzteile, Betriebskontrollen oder eine Neukonstruktion erforderlich sein könnten, um Ausfallzeiten und Risiken zu reduzieren.
Was ist FMEA in der Fertigung?
Bei der FMEA in der Fertigung wird dieselbe strukturierte Methode auf Produktionsprozesse, Baugruppen und Produktfunktionen angewendet. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Prozessausfällen, Fehlern, bestehenden Kontrollmaßnahmen und deren potenziellen Auswirkungen auf die Produktion und die Kunden.
Die Ergebnisse können zu Maßnahmen wie Prozessänderungen, verbesserten Prüfverfahren, strengeren Kontrollen oder Verbesserungen bei den Lieferanten führen, um Ausschuss, Nacharbeit, Qualitätsprobleme und Sicherheitsrisiken zu reduzieren.
Wie funktioniert eine FMEA-Analyse?
Bei der FMEA-Analyse wird zunächst eine Anlage oder ein Prozess definiert, anschließend werden deren bzw. dessen Funktionen und potenzielle Fehlermodi ermittelt, Ursachen und Auswirkungen dokumentiert, das Risiko bewertet und Maßnahmen zur Risikominderung festgelegt.
Praktischer FMEA-Arbeitsablauf Schritt für Schritt
Legen Sie den Umfang und das Team fest: Wählen Sie die Anlage, den Prozess oder das System aus und beziehen Sie die entsprechenden Ingenieure, Bediener und Wartungsmitarbeiter mit ein.
Funktionen ermitteln: Dokumentieren Sie, welche Aufgaben die Anlage oder der Prozess erfüllen muss, z. B. die Aufrechterhaltung von Durchfluss, Druck, Geschwindigkeit oder einer Sicherheitsfunktion.
Fehlermodi identifizieren: Beschreiben Sie, wie die einzelnen Funktionen ausfallen könnten, z. B. durch Undichtigkeiten, Festfressen, Überhitzung oder Leistungsminderung.
Auswirkungen und Ursachen dokumentieren: Erfassen Sie die Auswirkungen auf Betrieb, Sicherheit, Qualität und Umwelt sowie die möglichen Ursachen jedes Ausfalls.
Überprüfung der derzeitigen Kontrollmaßnahmen: Ermitteln Sie Inspektionen, Sensoren, Alarme, Verfahren oder andere Kontrollmaßnahmen, die bereits zur Vermeidung oder Erkennung des Ausfalls eingesetzt werden.
Risiken bewerten und Maßnahmen empfehlen: Bewerten Sie Schweregrad, Auftreten und Erkennung und legen Sie anschließend Prioritäten für Wartung, Überwachung, Neugestaltung oder andere Verbesserungen fest.
Umsetzen und neu bewerten: Führen Sie die empfohlenen Maßnahmen durch und bewerten Sie das Risiko auf der Grundlage der aktualisierten Kontrollmaßnahmen und der gewonnenen Betriebserfahrungen neu.
Was sollte Ihre FMEA-Vorlage enthalten?
Eine praktische FMEA-Vorlage sollte die Informationen enthalten, die zur Risikoanalyse und zur Nachverfolgung der empfohlenen Maßnahmen erforderlich sind.
Funktion
Fehlermodus
Wirkung
Ursache
Aktuelle Steuerungen
Schweregrad
Vorkommen
Erkennung
RPN/AP
Bei Wartungsanwendungen kann der Datensatz zudem mit der Anlage oder dem Teilsystem verknüpft werden und eine Änderungshistorie enthalten, sodass Teams Maßnahmen, Änderungen und Neubewertungen im Zeitverlauf nachverfolgen können.
Wie bewerten Sie Schweregrad, Häufigkeit und Erkennung?
FMEA-Teams bewerten jeden Ausfall anhand festgelegter Bewertungskriterien, damit Risiken einheitlich verglichen werden können.
Schweregrad (S): Misst die Schwere der Auswirkungen des Ausfalls. Höhere Werte stehen für schwerwiegendere Folgen.
Auftreten (O): Gibt an, wie wahrscheinlich es ist, dass die Ursache oder der Ausfall auftritt. Wartungsteams können Ausfallhistorien, Arbeitsaufträge und Zuverlässigkeitsdaten heranziehen, um diese Bewertung zu untermauern.
Erkennung (D): Misst, wie wahrscheinlich es ist, dass vorhandene Kontrollmaßnahmen das Problem erkennen, bevor die Ausfallfolgen eintreten. Wirksame Sensoren, Inspektionen und Überwachungsmaßnahmen können die Erkennbarkeit verbessern.
Viele FMEA-Methoden verwenden Bewertungsskalen von 1 bis 10, doch sollten die Kriterien klar definiert sein, damit verschiedene Personen das Risiko einheitlich bewerten.
Eine gängige Berechnung ist die Risikoprioritätszahl (RPN):
RPN = Schweregrad × Häufigkeit × Erkennung
Der RPN kann bei der Einstufung von Risiken helfen, doch Teams sollten sich nicht allein auf diesen Wert verlassen. Bei Fehlern mit hohem Schweregrad sind möglicherweise dennoch Maßnahmen erforderlich, auch wenn ihr Gesamt-RPN nicht zu den höchsten zählt.
Einige FMEA-Methoden verwenden andere Priorisierungsverfahren. So nutzt beispielsweise die AIAG-VDA-Methode für die Automobilindustrie einen „Action Priority“ (AP)-Ansatz, bei dem Schweregrad, Eintrittswahrscheinlichkeit und Erkennbarkeit gemeinsam bewertet und die Priorität als „hoch“, „mittel“ oder „niedrig“ eingestuft wird.
Inwiefern hilft die FMEA dabei, Wartungsressourcen zu priorisieren?
FMEA identifiziert Ausfallarten mit höherem Risiko, sodass Wartungsteams ihre Zeit und ihr Budget dort einsetzen können, wo Maßnahmen die größte Wirkung erzielen.
Die Ergebnisse können den Teams helfen:
Präventive Wartungsmaßnahmen bei erheblichen Ausfallrisiken priorisieren
Führen Sie eine Zustandsüberwachung ein, mit der eine Verschlechterung noch vor dem Auftreten eines Funktionsausfalls erkannt werden kann
Kritische Ersatzteile sollten vorrätig gehalten werden, wenn die Folgen eines Ausfalls und die Lieferzeiten für Ersatzteile dies rechtfertigen
Empfehlung einer Neugestaltung oder zusätzlicher Kontrollmaßnahmen bei inakzeptablen Risiken
Ziehen Sie den Betrieb bis zum Ausfall in Betracht, wenn die Folgen gering sind und eine vorausschauende Instandhaltung nicht gerechtfertigt ist.
An dieser Stelle knüpft die FMEA direkt an das Enterprise Asset Management (EAM) an. Sobald ein Team die Ausfallmodi mit dem höchsten Risiko identifiziert hat, können diese Erkenntnisse in vorbeugende Wartungspläne, Inspektionen, die Zustandsüberwachung, den Ersatzteilbedarf und andere Entscheidungen im Bereich des Anlagenmanagements einfließen. Ein EAM-System hilft dabei, diese Entscheidungen in die Praxis umzusetzen und die daraus resultierenden Wartungsmaßnahmen im Zeitverlauf zu verfolgen.
Die empfohlenen FMEA-Maßnahmen können dann innerhalb des EAM-Systems mit Arbeitsaufträgen, Inspektionen oder Wartungsplänen verknüpft werden. Die abgeschlossenen Arbeiten, der Zustand der Anlagen und die anschließende Ausfallhistorie liefern neue Informationen für zukünftige FMEA-Überprüfungen.
Inwiefern unterstützt die FMEA die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung?
Die FMEA liefert Informationen zu Funktionen, Fehlermodi, Ursachen, Auswirkungen und Risiken, die die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung (RCM) unterstützen können.
RCM geht noch einen Schritt weiter und bewertet die Folgen eines Ausfalls, um zu ermitteln, welcher Instandhaltungsansatz technisch sinnvoll und lohnenswert ist. Je nach Ausfallart kann das Ergebnis eine zustandsorientierte Instandhaltung, eine planmäßige Instandhaltung, eine Neukonstruktion, betriebliche Kontrollmaßnahmen, Maßnahmen zur Fehlersuche oder der Betrieb bis zum Ausfall sein.
FMEA und RCM ergänzen sich daher eher, als dass sie austauschbar wären. FMEA hilft Teams dabei, potenzielle Ausfälle zu verstehen; RCM nutzt Informationen zu Ausfällen und deren Folgen als Teil eines umfassenderen Entscheidungsprozesses im Bereich der Instandhaltung.
Wann sollte man eine FMEA aktualisieren?
Die FMEA sollte aktualisiert werden, wenn sich die Ausrüstung, die Betriebsbedingungen, die Ausfallhistorie oder die bestehenden Kontrollmaßnahmen ändern.
Zu den häufigen Auslösern gehören:
Ein neuer oder wiederkehrender Fehler, der in der Auftragshistorie auftritt
Neue Sensoren, Inspektionen oder Wartungsmaßnahmen
Änderungen an Anlagen, Konstruktionen oder Prozessen
Wesentliche Änderungen der Belastung oder der Betriebsbedingungen
Neue Daten zur Zustandsüberwachung oder zu Ausfällen
Für Wartungsteams wird die FMEA umso nützlicher, je besser sie mit der tatsächlichen Anlagengeschichte verknüpft ist. Die in einem EAM-System erfassten Daten – darunter Arbeitsaufträge, Fehlercodes, Inspektionen und der Zustand der Anlagen – können als Grundlage für die Neubewertung der Eintritts- und Erkennungswahrscheinlichkeiten dienen.
Es sollte auch eine Versionskontrolle durchgeführt werden, damit bei jeder Überarbeitung dokumentiert wird, was sich geändert hat und warum.
Beispiel für eine Fehlermodi- und Auswirkungsanalyse
Das folgende vereinfachte Beispiel veranschaulicht, wie ein Wartungsteam die Undichtigkeit einer Wellendichtung an einer Pumpe bewerten könnte. Die Bewertungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollten auf den von der Organisation festgelegten FMEA-Kriterien basieren.
Nachdem die empfohlenen Maßnahmen umgesetzt wurden, sollte das Team den Fehlermodus erneut bewerten, um festzustellen, ob das Risiko verringert wurde.
FMEA-Ergebnisse in Instandhaltungsmaßnahmen umsetzen
FMEA bietet Wartungs- und Zuverlässigkeitsteams eine strukturierte Methode, um potenzielle Ausfälle zu identifizieren, deren Risiko zu bewerten und die wichtigsten Maßnahmen zu priorisieren. Der Nutzen dieser Methode steigt, wenn die Analyse anhand der tatsächlichen Arbeitsauftragsgeschichte, Inspektionen, Ausfalldaten und des Zustands der Anlagen stets auf dem neuesten Stand gehalten wird.
TAG Mobi unterstützt Instandhaltungsteams dabei, Anlagenstammdaten, Arbeitsaufträge, Instandhaltungshistorie, Inspektionen, Ersatzteile und Zustandsdaten in einer einzigen EAM-Umgebung miteinander zu verknüpfen. Dadurch erhalten die Teams bessere betriebliche Informationen zur Unterstützung von Zuverlässigkeitsanalysen und eine klarere Vorgehensweise, um genehmigte FMEA-Empfehlungen in konkrete Instandhaltungsmaßnahmen umzusetzen.
Erfahren Sie mehr über TAG Mobi und darüber, wie es eine proaktivere Instandhaltungsstrategie unterstützen kann.
FAQ
Was versteht man unter FMEA in der Instandhaltung?
Die FMEA in der Instandhaltung ist eine strukturierte Methode, mit der ermittelt wird, wie Anlagen ausfallen können, was die Ursachen für diese Ausfälle sind, welche Auswirkungen sie haben könnten und welche Kontrollmaßnahmen bereits vorhanden sind. Die Teams nutzen diese Informationen, um Instandhaltungs- und Zuverlässigkeitsmaßnahmen risikobasiert zu priorisieren.
Wie führt man eine FMEA-Analyse durch?
Beginnen Sie damit, das System oder den Prozess und dessen Funktionen zu definieren. Ermitteln Sie potenzielle Fehlermodi, Auswirkungen, Ursachen und derzeitige Kontrollmaßnahmen. Bewerten Sie Schweregrad, Eintrittswahrscheinlichkeit und Erkennbarkeit anhand festgelegter Kriterien, priorisieren Sie die Risiken, empfehlen Sie Maßnahmen und überprüfen Sie die Analyse erneut, nachdem die Verbesserungen umgesetzt wurden.
Inwiefern unterstützt die FMEA die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung?
Die FMEA ermittelt die Ausfallarten, Ursachen, Auswirkungen und Risiken, die bei der Analyse der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung herangezogen werden können. Im Rahmen der RCM werden anschließend die Folgen eines Ausfalls bewertet und anhand einer Entscheidungslogik ermittelt, ob eine zustandsorientierte Instandhaltung, eine planmäßige Instandhaltung, eine Neukonstruktion, eine Fehlersuche oder der Betrieb bis zum Ausfall angemessen ist.
