Einsatz der Fehleranalyse zur Ermittlung der Grundursache in der Fertigung

Aus offensichtlichen Gründen hat das Wort „Misserfolg“ einen negativen Beigeschmack. Doch in der Fertigung kann es, wenn etwas schiefgeht – oder fehlschlägt –, auch eine positive Seite geben: die Chance, daraus zu lernen und sich zu verbessern.

Ausfälle, Unfälle, Betriebsstörungen und Qualitätsprobleme sind kostspielig. Daher sollte das Ziel der Analyse eines jeden Ausfalls darin bestehen, die zugrunde liegende Ursache zu verstehen, die ein Problem verursacht hat (oder verursachen könnte). Schätzungen zufolge Produktionsstätte qualitätsbedingte Kosten in einer Produktionsstätte 15 bis 20 % der gesamten Betriebskosten ausmachen.

Durch die Durchführung einer Analyse und die Gewinnung von Erkenntnissen können Maßnahmen ergriffen werden, um das Problem zu beheben oder es von vornherein zu verhindern.

Wenn etwas schiefgelaufen ist, bezeichnet die Fehleranalyse den systematischen Prozess, bei dem die Ursachen ermittelt und Maßnahmen aufgezeigt werden, um eine Wiederholung zu verhindern. Sie müssen jedoch nicht erst auf das Auftreten eines Problems warten, um die Methoden der Fehleranalyse zu nutzen. Diese können eingesetzt werden, um potenzielle Fehler zu vermeiden, das Produktdesign zu verbessern, die Einhaltung von Vorschriften sicherzustellen oder eine Haftungsbewertung durchzuführen.

Vorbereitung zahlt sich aus. Im Falle einer Fehleranalyse bedeutet dies, dass Prozesse vorhanden sein müssen, damit ein schlüssiger Aktionsplan in Kraft treten kann, sobald etwas schiefgeht. Der Plan sollte folgende Schritte umfassen:

• Bilden Sie eine Gruppe aus den wichtigsten Beteiligten: Der Kreis der an einer Fehleranalyse Beteiligten hängt von der Art des Vorfalls sowie von der Größe und Struktur der Organisation ab. Häufig führen Anlagen- und Instandhaltungsingenieure die Analyse durch, obwohl manche Organisationen möglicherweise Zuverlässigkeitsingenieure oder sogar spezialisierte Fehleranalyseingenieure haben, die mit dieser Aufgabe betraut werden können. Wenn intern kein entsprechendes Fachwissen vorhanden ist, können externe Berater hinzugezogen werden. Das Analyseteam berichtet an die Geschäftsleitung – die genaue Berichtslinie hängt von der Art des untersuchten Vorfalls ab.

• Definieren Sie den Umfang des Problems bzw. der Probleme: Damit eine Fehleranalyse erfolgreich sein kann, muss klar sein, was schiefgelaufen ist und worüber die untersuchenden Ingenieure Bericht erstatten sollen. Dies sollte in einer Problemstellung dargelegt werden, in der angegeben wird, welche Fehleranalysetechniken das Team anwenden wird.

• Fehlerarten und -ursachen ermitteln: Um einen Fehler zu analysieren, ist es wichtig zu verstehen, was das Ergebnis oder die Folge (die Fehlerart) war. Beispiele hierfür sind der Ausfall oder die Störung von Maschinen oder die Herstellung von Produkten minderer Qualität. Anschließend müssen wir die Ursache(n) verstehen, die zu dem Fehler geführt haben: Handelte es sich beispielsweise um fehlerhaftes Material, menschliches Versagen, eine Maschinenstörung usw.?

• Erfassung und Analyse aller relevanten Daten: Alle relevanten quantitativen und qualitativen Daten müssen erfasst und analysiert werden. Zu den quantitativen Daten zählen Wartungsaufzeichnungen und CMMS-Daten (Computerized Maintenance Management System) sowie Details, die durch Sichtprüfungen und die Fehlerbehebung an den betroffenen Maschinen gewonnen wurden. Zu den qualitativen Daten gehören in der Regel Informationen, die durch Befragungen des zuständigen Personals (z. B. Maschinenbediener und Wartungstechniker) gewonnen wurden.

• Festlegung von Korrekturmaßnahmen: Das Ergebnis der Untersuchung ist die Erstellung eines Fehleranalyseberichts, in dem die Feststellungen dargelegt und vor allem Empfehlungen gegeben werden, welche Maßnahmen zur Behebung des Problems erforderlich sind.

Es gibt mehrere allgemein anerkannte Methoden der Fehleranalyse. Einige eignen sich besser für bestimmte Branchen, oder die Wahl kann von den konkreten Umständen oder der Erfahrung der mit der Analyse betrauten Ingenieure abhängen:

• Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA): Diese Technik deckt Fehler innerhalb eines bestimmten Systems auf und ist auf jede Phase eines Prozesses anwendbar, einschließlich Planung, Entwurf, Umsetzung oder Inspektion. Sie besteht aus zwei Hauptkomponenten: der Fehlermodusanalyse (Ermittlung verschiedener Arten, wie etwas versagen kann) und der Auswirkungsanalyse (die Folgen jedes Fehlermodus).

• Ursachen-Wirkungs-Analyse: Ein diagrammbasierter Ansatz zur Problembeurteilung, zur Ermittlung der Grundursache(n) und zur Erarbeitung einer Lösung. Er kombiniert Brainstorming- und Mind-Mapping-Techniken zur Untersuchung des Problems und ist eine nützliche Methode zur Bewältigung komplexer Szenarien, indem diese in kleinere Teile zerlegt werden.

• Die 5-Why-Methode: Eine Methode zur Ermittlung der eigentlichen Ursache eines Problems , bei der nacheinander die Frage „Warum?“ gestellt wird. Der Name leitet sich aus der Beobachtung ab, dass fünfmaliges Hinterfragen mit „Warum?“ in der Regel ausreicht, um die eigentliche Ursache aufzudecken; je nach Situation kann die Frage jedoch auch öfter oder seltener gestellt werden.

• Fischgräten-Diagramm (Ishikawa-Diagramm): Eine visuelle Technik zur Ursachenanalyse, die sich besonders gut als Brainstorming-Instrument eignet, wenn nur wenige quantitative Daten vorliegen. Dabei wird ein „Fischgräten“-Diagramm gezeichnet, das aus möglichen Ursachen eines Problems (den Gräten) besteht, die mit einer Wirbelsäule verbunden sind, die zum Kopf des Fisches führt, der den Fehler oder das Problem symbolisiert.

• Fehler-/Logikbaum-Analyse: Eine Methode, bei der boolesche Logikbeziehungen genutzt werden, um die Grundursache zu ermitteln, indem modelliert wird, wie sich ein Fehler durch ein System ausbreitet. Sie wird häufig in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Energiewirtschaft und der Verteidigungsindustrie eingesetzt.

• Änderungsanalyse/Kepner-Tregoe: Eine strukturierte Methode zur Erfassung, Priorisierung und Auswertung von Informationen. Ihr Hauptvorteil liegt in der Fähigkeit, die Analyse durch Abwägung und Festlegung von Zielen zu priorisieren und zu fokussieren. Die Kepner-Tregoe-Methode erlangte Bekanntheit, als die NASA sie einsetzte, um die Besatzung von Apollo 13 sicher nach Hause zu bringen.

Hersteller sollten sich mit der Fehleranalyse auskennen und darauf vorbereitet sein, im Falle eines Problems entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Auf diese Weise kommen sie der Ermittlung der eigentlichen Ursache ihres Problems näher und sind besser in der Lage, sich davon zu erholen.

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