FMEA versus DRBFM. Oder: was ist der Unterschied zwischen FMEA und DRBFM?

Kennen Sie das? Es wird nach Freiwilligen für die FMEA Sitzung gesucht, und keiner findet sich? Die Erfahrung zeigt, dass die freiwillige Teilnahme an einer FMEA eher die Ausnahme als die Regel ist. Was also tun? Eine Möglichkeit ist die DRBFM. Erfahren Sie, was der Unterschied zur FMEA ist, und was diese erfolgreich macht.

Motivation zur Nutzung der FMEA oder DRBFM als präventive Fehlervermeidung

Aus Gründen der Effizienz ist es sinnvoll, Bauteile so früh wie möglich im Entwicklungsprozess robust auszulegen. Robust auslegen bedeutet, dass die potenziellen Fehler (z.B. Schwingbruch, Kriechen, Verschleiß,…) möglichst früh identifiziert und behoben werden. Wir stehen dabei vor zwei Schwierigkeiten. Zum Einen sind die potenziellen Fehler nicht direkt offensichtlich und zum anderen müssen die potenziellen Fehler sowie die Maßnahmen zu deren Behebung dokumentiert werden. Die Lösung ist also eine Methode, die hilft potenzielle Fehler systematisch und frühzeitig zu finden und zu beheben. Es geht somit um präventive Fehlervermeidung.

Die populärste Methode ist die FMEA (Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse). Sie stellt den Stand der Technik dar, wird zum Teil gesetzlich gefordert, im Studium gelehrt und ist im Automotivebereich allgegenwärtig. In der beruflichen Praxis jedoch wird die FMEA häufig eher als notwendiges Übel, denn als wichtiges Werkzeug gesehen (siehe dazu den Artikel zu den häufigsten Fehlern bei einer FMEA). Durch immer schneller werdende Entwicklungszeiten, evolutionäre Ansätze (Weiterentwicklungen anstatt  Neuentwicklungen) und des Baukastenprinzips ist aber eine weitere Methode auf dem Vormarsch – die DRBFM (Design Review Based on Failure Modes – Design Review basierend auf Fehlermöglichkeiten).

Einführung in die DRBFM

Erfunden wurde die DRBFM von Toyota, wird sie zumeist von asiatischen Automobilherstellern angewandt und von deren Zulieferern eingefordert. Sie findet ihre Anwendung bei Produktänderungen mit dem Ziel, effizient und effektiv Risiken zu bewerten, die Auswirkungen auf Endkunden aufzuzeigen und Fehler noch in der frühen Entwicklungsphase abzustellen. Im Gegensatz zur FMEA hat die DRBFM nicht den Anspruch der Vollständigkeit, sondern gezielt die größten, schwersten und/oder wahrscheinlichsten Risiken zu identifizieren, zu bewerten und zu beheben.

Der wesentliche Fokus liegt auf der Bewertung von Änderungen, da bei Toyota festgestellt wurde, dass die größten Risiken aus Änderungen resultieren. Dies schließt bewusste Änderungen (wie Geometrieänderungen, Werkstoffänderungen oder einen Zuliefererwechsel) genauso ein, wie unbewusste Änderungen (wie geringere Festigkeiten wegen eines Zuliefererwechsels oder höhere Korrosionsanfälligkeit durch neue Einsatzorte).

Aus diesem Wissen erklärt sich auch direkt die Entwicklungsphilosophie von Toyota. Es werden Produkte so gut es geht nur in kleineren Schritten verändert. Das Erlaubt es, immer auf ein robustes, sich bereits im Einsatz befindliches Produkt zu verweisen und da mit die Risiken aus Änderungen zu minimeren.

Vorgehen bei der DRBFM

Die DRBFM ist ein Akronym Design Review Based on Failure Mode. Aus dem Namen geht hervor, dass basierend auf Fehlermöglichkeiten Design Reviews durchgeführt werden (vgl. auch den Eintrag zur Auswirkung nicht berücksichtigter Fehler). Die potenziellen Fehlermöglichkeiten werden also in einem Team Diskutiert. Dabei wird anhand des Fehlermechanismus oder auch Wirkmechanismus ein Risiko technisch beschrieben und in einem  Team bewertet, bearbeitet und entschieden. Den Inhalt dieser Arbeit kann man in folgende drei Aspekte unterteilen:

  1. DRBFM Formblatt:    Das Formblatt soll dem Bearbeiter helfen, sein Vorgehen zu strukturieren, schrittweise Risiken zu bearbeiten und methodisch zu befähigen, d.h. effizient und effektiv zu arbeiten. Es werden die Änderungen (Formblatt beinhaltet das Vergleichsblatt) von dem neuen Produkt gegenüber dem Referenzprodukt verglichen, d.h. der Vergleichsbasis. Gleichzeitig ermöglicht das Formblatt eine schnelle Einführung in das Thema im Rahmen eines Reviews.
  2. Reviews:       Die Methode lebt vom Perspektivwechsel, der Teamarbeit und dem interdisziplinären Arbeiten. Am effektivsten ist das gemeinsame Review des Formblattes zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb des Projekts. Warum ist das Team so wichtig? Beim Auffinden und bearbeiten potenzieller Risiken ist man auf eine möglichst breite Sicht angewiesen. Das kann nur ein geeignetes Team schaffen.
  3. Mindset:       Um eine konstruktive Reviewatmosphäre zu schaffen, ist es notwendig die Dinge transparent, vollständig, präzise und ohne Verlust des technischen Inhalts darzustellen. Hierfür ist es wichtig, eine Fehlerkultur zu etablieren (siehe auch den Blogbeitrag zum Umgang mit Fehlern) , eindeutig zu kommunizieren sowie Wissensvermittlung und Wertschätzung dem Gegenüber entgegenzubringen.

Wann setze ich die DRBFM und wann die FMEA als präventive Fehlervermeidungsmethode ein?

Hier gibt es wie bereits beschrieben eine klare Trennung. Sinnvoll ist die FMEA für Neuprodukte, dagegen kann die DRBFM bei Produktänderungen effektiv eingesetzt werden. Sie unterscheiden sich wie folgt:

 FMEADRBFM
EinsatzgebietNeuprodukteProduktänderungen
Vorgehensweiseabsolute BetrachtungVergleich Neuprodukt gegenüber Referenz
Änderungsumfanghochgering
BetrachtungsumfangAlle potenziellen FehlerFokus auf Top Themen
Technische Tiefemittelmittel bis tief
WerkzeugFMEA ToolExcel Tabelle oder Papierausduck
Moderatorjanein, direkt durch den verantwortlichen Entwickler, aber Methodenwissen notwendig

 

Unter der Annahme der gleichen zur Verfügung gestellten Ressource, kann bei kleineren Änderungen eine tiefere Analyse der potenziellen Fehler erfolgen, als bei größeren Änderungen oder gar Neuentwicklungen. Damit können auch Wechselwirkung mit den betroffenen Schnittstellen besser bewertet werden.

Bildlich dargestellt sind die Unterschiede zwischen der FMEA und der DRBFM wie folgt:

FMEA versus DRBFM nach Toyota Unterschiede in Qualitätsmethoden

Durch die Fokussierung kann weiterer Tiefgang erreicht und mit geringerem Aufwand die größten Risiken bewertet werden. Die DRBFM ist eine gute Möglichkeit um Entscheidungen im Entwicklungsprozess zu treffen. Dabei muss immer beachtet werden, dass eine Entscheidung bedeutet, bewusst etwas zu tun, und gleichzeitig etwas anderes nicht zu tun, also zu lassen. Entscheidet man sich z.B. dafür, die größten Risiken, die bekannten Fehlermechanismen oder die wahrscheinlichsten Risiken zu bearbeiten, dann ist das gleichzeitig eine Wahl gegen etwas anderes, z.B.  einfach abzustellende Fehler oder günstige Abstellmaßnahmen. Die DRBFM hat den Anspruch, diese Entscheidungen transparent aufzuzeigen und damit die Möglichkeit zu schaffen, Entscheidungen bewusst zu treffen und im Reviewgremium (inkl. Management) zu diskutieren.

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Wie mache ich richtig DRBFM?

Um die richtigen Entscheidungen zu treffen, d.h. effektiv und effizient mit der DRBFM zu arbeiten, gibt es ein paar einfache Dinge zu beachten. Das sind

  • das Handwerkszeug (Formblatt),
  • die richtige Einstellung und Arbeitsweise (Mindset) und
  • die Teilnehmer der DRBFM.

Vom betroffenen Entwickler wird die DRBFM selbständig vorbereitet. Im Gegensatz dazu wird die FMEA mit Hilfe eines Moderators erarbeitet. Bei der DRBFM werden die Arbeitsfortschritte im Rahmen mehrerer Reviews regelmäßig mit Kollegen, Managern und Experten diskutiert und das weitere Vorgehen vereinbart. Diesen Reviews kommt eine zentrale Bedeutung zu.

Für eine konstruktive, technische, übergreifende und effiziente Diskussion sollten in den Reviews drei Rollen besetzt werden, die:

  1. Expertenrolle: Verantwortung der Experten ist es, ihre Expertise in die Diskussion einzubringen. Es sollten dabei die Experten aus den Bereichen Einkauf, Fertigung, Konstruktion, … vertreten sein.
  2. Managerrolle: Um Entscheidungen treffen zu können muss ein Manager beteiligt sein.
  3. Methodenrolle: Für eine effiziente Diskussion und Moderation sowie Vorbereitung benötigt es einen erfahrenen DRBFM-Experten. Diese Rolle darf nicht unterschätzt werden. Bei Teilnehmerzahlen von 5-10 Personen im Review ist jeder dankbar, wenn das Review präzise eingeleitet, strukturiert die Hinweise eingefügt, neue Hinweise getriggert und Entscheidungen forciert werden. Ebenfalls ist die Streitschlichterrolle nicht zu vernachlässigen.

Wahrscheinlich ist die Methodenrolle die entscheidende Rolle. Hier ist vor allem Erfahrung in der Durchführung und Anwendung der DRBFM wichtig. Ein Beispiel soll dies illustrieren. Erinnern Sie sich noch an Ihre ersten Fahrstunden? Wie schwierig es war zu kuppeln, bremsen, lenken und gleichzeitig die Verkehrsschilder zu lesen. Heute machen Sie das unbewusst. Sie verfolgen nebenher noch die neusten Nachrichten im Radio, denken über die Arbeit nach oder verfolgen zeitgleich das Geschehen auf dem Gehweg. Das gleiche Ziel hat die methodische Ausbildung und die gleichen Auswirkungen hat auch ein gut geschulter, erfahrener DRBFM Experte in einem Review. Dieser kann dann in einem Review alle Anwesenden an der Diskussion beteiligen, Missverständnisse ausräumen, zu Entscheidungen drängen und die Uhr im Blick halten.

Auf den Punkt:

  • Sowohl FMEA, als auch DRBFM Methoden für die präventive Fehlervermeidung.
  • Die FMEA wird idealerweise bei Neuentwicklungen und die DRBFM vorwiegend bei Produktänderungen eingesetzt.
  • Insbesondere asiatische Kunden fordern bei Änderungen vermehrt den Nachweis der Risikominimierung mittels DRBFM.
  • Eine DRBFM besteht aus dem Formblatt/Vergleichstabelle, der Durchführung von Reviews und Anwendung des richtigen Mindsets bei der Bearbeitung.
  • Den Reviews kommt bei der DRBFM eine zentrale Rolle zu. Hierfür bedarf es eines in der DRBFM Anwendung erfahrenen Kollegen.
  • Im Rahmen einer DRBFM wird das neue (geänderte) Produkt mit einem robusten, aktuell im Feld befindlichen Produkt verglichen (Referenzprodukt) von dem aus die Änderungen vorgenommen wurden.
  • Eine DRBFM ermöglicht es zu fokussieren und bewusste Entscheidungen zu treffen.
  • Bei der DRBFM übernimmt der verantwortliche Entwickler die Moderation der Reviews. Es ist dafür eine methodische Ausbildung des Entwicklers notwendig  um Reviews effektiv und effizient durchzuführen.
  • Eine FMEA wird in FMEA Tools dokumentiert. Die Dokumentation der DRBFM erfolgt in Excel, oder auf Papierausdrucken. Erfahrungsgemäß steigt allein dadurch die Akzeptanz.
Bildquelle: Photo by Marten Newhall on Unsplash (bearbeitet),
Lizenz: CC0 1.0
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