Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse

Definition:

Die "Failure Mode and Effects Analysis" (bzw. auf Deutsch als "Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse" (FMEA) bezeichnet) ist eine analytische Methode, die sowohl im Risiko- als auch im Qualitätsmanagement eine große Verbreitung in der Praxis erlangt hat. Ursprünglich wurde die Methodik entwickelt, um präventiv Fehler zu vermeiden und die technische Zuverlässigkeit vorbeugend zu erhöhen. So wird die Methode beispielsweise in der Automobilindustrie, der Prozessindustrie sowie der Luft- und Raumfahrtindustrie während der Design- bzw. Entwicklungsphase neuer Produkte oder Prozesse eingesetzt. So sollen bereits potenzielle Risiken bzw. Fehler proaktiv in einer frühen Phase des Produktlebenszyklus (Planung und Entwicklung) identifiziert und vermieden werden, da eine spätere Auswirkung des Fehlers bzw. Risikoeintritts viel kostenintensiver ist. Im Volksmund würde man sagen: Vorbeugen ist besser als Heilen.

Die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse bzw. Ausfalleffektanalyse (FMEA = Failure Mode and Effects Analysis) ist eine systematische, halbquantitative Risikoanalysemethode [vgl. Romeike/Hager 2013, S. 256-257]. Sie wurde ursprünglich zur Analyse von Schwachstellen und Risiken technischer und militärischer Systeme und Prozesse entwickelt. Bereits im Jahr 1949 wurde sie erstmalig unter der Bezeichnung "Military Specification MIL-P-1629" vom US-Militär entwickelt und eingesetzt. Mit der Methode solle die Zuverlässigkeit von Systemen und Ausrüstung durch eine Analyse und Darstellung der Folgen von system- und ausrüstungsbezogenen Fehlern bewertet werden. Die Fehler wurden hinsichtlich der potenziellen Auswirkungen auf Erfolg, Personal und Sicherheit der Ausrüstung unterschieden.

Später wurde eine erweiterte Version, die FMECA (Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis) im Jahr 1963 von der US-Bundesbehörde für Raumfahrt und Flugwissenschaft, der National Aeronautics and Space Administration (Nasa), für die Untersuchung der technischen Risiken beim Apollo-Projekt angewendet. Das Projekt brachte zum ersten und bislang einzigen Mal am 20. Juli 1969 Menschen auf den Mond. Anschließend fand die Methodik Verbreitung in der Luft- und Raumfahrt, für Produktionsprozesse in der chemischen Industrie und in der Autoindustrie – insbesondere im Bereich der Fahrzeugentwicklung und Forschung.

So wurde die FMEA in der Automobilbranche im Jahr 1977 durch Ford Motor Co. eingeführt. Im Jahr 1980 wurde die Methode als DIN-Norm 25448 veröffentlicht und vom Verband der Automobilindustrie (VDA) weiterentwickelt.

Des Weiteren wurde die FMEA nach dem Störfall im Druckwasserreaktor "Three Miles Island" in Harrisburgh/Pennsylvania vom 28. März 1979 auch für Nuklearanlagen empfohlen. Heute empfehlen viele Standards, beispielsweise im Qualitätsmanagement, nachdrücklich den Einsatz einer FMEA-Methode. Seit einigen Jahren wird in der Automobilindustrie die Erstellung einer FMEA sogar zwingend vorgeschrieben. So ist für jedes Produkt eine FMEA nachzuweisen, die die spezifischen Risiken bewertet und abbildet. Bei der Analyse sind die Einsatzbedingungen des Produkts in der Nutzungsphase, insbesondere bezogen auf Sicherheitsrisiken sowie auf einen erwartungsgemäßen Fehlgebrauch, zu berücksichtigen.

Die Kernidee der modernen FMEA basiert auf dem frühzeitigen Erkennen und Vermeiden von potenziellen Fehlern und damit der Reduktion des Auftretens potenzieller Wirkungen von Risikoeintritten. Die FMEA analysiert daher präventiv bzw. antizipativ Fehler und deren Ursache. Sie folgt damit der im Risikomanagement wichtigen Unterscheidung zwischen Ursache (cause), Risiko (risk) und Wirkung (effect).

Sie bewertet Risiken bezüglich Auftreten, Bedeutung und ihrer Entdeckung in der Ursachenebene. Hierbei gilt die einfache und fast triviale Logik: Je früher ein Fehler erkannt wird, desto besser. Eine Fehlerfortpflanzung über den gesamten Produktentstehungszyklus von der Forschung und Entwicklung bis zum ausgelieferten Produkt bedeutet fast immer eine Potenzierung des Aufwandes.

Aus Sicht der Automotive Action Group (AIAG) und des Verbands der Automobilindustrie e. V. [vgl. Automotive Action Group (AIAG)/Verband der Automobilindustrie e. V. 2017, S. 19] unterstützt die FMEA Unternehmen bei der Erreichung der nachfolgenden Ziele:

Verbesserung der Qualität, Zuverlässigkeit, Herstellbarkeit, Wartungsfreundlichkeit und Sicherheit von Produkten;
Herunterbrechen und Zuordnen von Systemanforderungen auf Untersysteme und Komponenten;
Senkung der Gewährleistungs- und Kulanzkosten;
Nachweisbarkeit der Produkt- und Prozessrisikoanalyse im Produkthaftungsfall;
Vermeidung von späten Änderungen während der Entwicklung;
Fehlerfreie Produkteinführungen;
Zielgerichtete Kommunikation bei internen und externen Kunden- und Lieferantenbeziehungen;
Aufbau einer Wissensbasis im Unternehmen, beispielsweise Dokumentation von gewonnenen Erkenntnissen (Lessons Learned);
Einhaltung gesetzlicher- und behördlicher Genehmigungsauflagen bei der Zulassung von Komponenten, Systemen und Fahrzeugen;
Sicherstellen der korrekten Erfassung von hierarchischen Beziehungen, Verknüpfungen und Schnittstellen zwischen Komponenten, Systemen und Fahrzeugen.

Literatur:

Automotive Action Group (AIAG)/Verband der Automobilindustrie e. V. (VDA) (2017): Fehler-Möglichkeits- und -Einfluss-Analyse (FMEA) Handbuch, Berlin 2017.
Romeike, F./Hager, F. (2013): Erfolgsfaktor Risikomanagement 3.0: Lessons learned, Methoden, Checklisten und Implementierung, 3. komplett überarbeitete Auflage, Springer Verlag, Wiesbaden 2013.