What Is FMECA? Failure Modes, Effects & Criticality Analysis

Failure mode, effects, & criticality analysis (FMECA) is a structured work priority system that helps teams make the best possible use of maintenance resources. Today, most manufacturing operations face time, budget, and expertise constraints. Every part of a system plays a role in the manufacturer's success. And while failures in some areas may only be a minor inconvenience, they can bring production grinding to a halt in others.

Today, FMECA is a standard way to analyze and prioritize potential failures. FMECA drives smart decisions about where to allocate your resources so they have the most impact. In this article, we'll talk about what FMECA is and what it can do for your operation. We'll also explain the differences between FMECA and other work priority systems, like failure mode and effects analysis (FMEA).

Was ist FMECA (Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis)?

FMECA involves analyzing processes to determine their potential failure points. Once you've identified those failure points, you can investigate how they impact the entire process. This information allows maintenance teams to prioritize work, predict failures, and maximize uptime since they can prioritize maintenance issues or perform preventive maintenance before interruptions occur.

FMECA ist ein datengesteuertes System zur Priorisierung von Arbeiten. Es ist einer der detailliertesten und systematischsten Ansätze zur Einstufung von Instandhaltungsaufgaben. FMECA besteht aus drei Teilen, von denen jeder in den nächsten einfließt:

• Der Fehlermodus bezeichnet die Punkte, an denen eine Anlage oder ein System ausfallen kann. In der Regel gibt es für jedes Gerät mehrere Ausfallarten.
• Effects determine how each potential failure will impact operations. Not all failure modes are created equal. Some don't significantly impact productivity, while others can bring production to a halt. It's essential to know which failure modes pose the most risk.
• Bei der Kritikalitätsanalyse wird ermittelt, welche Fehlerarten sich am stärksten auf den Betrieb auswirken. Bei diesem Schritt werden Produktivität, Sicherheit und Umweltaspekte berücksichtigt.

Richtig durchgeführt, kann FMECA die für eine Anlage wichtigsten Ausfallarten ermitteln. Sobald diese ermittelt sind, kann ein Unternehmen seine Instandhaltungsbemühungen auf die Anlagen und Komponenten konzentrieren, die es am dringendsten benötigen.

Warum eine FMECA durchführen?

Das Ziel einer Fehlermöglichkeits-, -einfluss- und -kritikalitätsanalyse ist es, potenzielle Risiken besser zu verstehen und Wege zu finden, um Fehler zu vermeiden. Die Durchführung von FMECA
ermöglicht Organisationen:

Gewinnen Sie verlässliche, datengestützte Erkenntnisse: Hersteller haben viele Maschinen und Prozesse in der Produktion laufen. Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann es mehrere Arbeitsaufträge für verschiedene Anlagen geben, die repariert oder deren Teile ausgetauscht werden müssen. Anstatt sich bei der Priorisierung von Reparaturen auf das Bauchgefühl zu verlassen, zeigt der FMECA-Ansatz strategisch auf, welche Reparaturen oder präventiven Wartungsaufgaben die Teams zuerst durchführen sollten.

Konzentrieren Sie sich auf Aufgaben mit hoher Priorität: FMECA gibt jedem Fehlermodus eine Kritikalitätsbewertung. Wenn ein Wartungsteam mehrere Arbeitsaufträge hat, kann es anhand dieser Bewertung die kritischsten Arbeitsaufträge priorisieren. Die Teams können sich auf die Anlagen, Komponenten und Prozesse konzentrieren, die sie am dringendsten benötigen.

Verbessern Sie vorbeugende Wartung Praktiken: Die Durchführung von FMECA kann helfen, häufige Fehlerbereiche zu identifizieren. Von dort aus kann das Wartungsteam präventive Wartungspraktiken implementieren oder optimieren, um effektiver zu sein.

Ensure workplace safety: An important aspect of FMECA is ensuring that any breakdowns that threaten your team members' physical safety receive top priority.

Minimize downtime: FMECA enables teams to prioritize repairs that impact production quality or the asset's performance. This minimizes downtime and ensures the production floor continues running as efficiently as possible.

Verbessern Sie die Lebensdauer Ihrer Anlagen: FMECA unterstützt auch die Langlebigkeit Ihrer Ausrüstung und Anlagen, indem es kritische Reparaturen identifiziert und sicherstellt, dass diese sofort und effektiv durchgeführt werden.

Wie man eine Fehlermöglichkeits-, Einfluss- und Kritikalitätsanalyse (FMECA) durchführt: Ein Schritt-für-Schritt-Leitfaden

Now that we've gone over what FMECA stands for and why it's important, it's time to put our knowledge into practice. Performing FMECA can be time-consuming, but the benefits will have a long-lasting impact on your company.

Zur Durchführung einer effektiven FMECA-Analyse kann ein breites Spektrum von Personen in verschiedenen Funktionen in Ihrem Unternehmen erforderlich sein. Dazu können Ingenieure, Techniker, Wartungspersonal, Produktmanager und -designer sowie Fertigungspersonal gehören. Jeder dieser Fachbereiche kann dazu beitragen, Fehlermodi zu identifizieren und zu entschärfen, was zu einer gründlicheren und effektiveren FMECA-Analyse führt.

Im Folgenden werden die Schritte zur Durchführung einer FMECA-Analyse beschrieben:

1. Definieren Sie den Umfang Ihrer Analyse

Bestimmen Sie das System oder den Prozess, den Sie analysieren möchten. Dabei kann es sich um eine einzelne Produktionsanlage oder den gesamten Produktionsprozess handeln.

2. Identifizieren Sie alle relevanten Faktoren

• Identifizieren Sie die Komponenten: Zerlegen Sie das System oder den Prozess in die einzelnen Teile oder Subsysteme.
• Identifizieren Sie potenzielle Fehler: Machen Sie ein Brainstorming über alle möglichen Fehlerarten, von klein bis groß.
• Ermitteln Sie die Auswirkungen der einzelnen Fehler: Bestimmen Sie für jeden Fehler die möglichen Auswirkungen. Dazu könnten Verletzungen, beschädigte Maschinen, ungeplante Ausfallzeiten, Qualitätsprobleme und mehr gehören.

3. Bewertungen zuweisen

• Ordnen Sie jedem Fehler einen Schweregrad zu: Die Schweregrade reichen in der Regel von 1-10, wobei 1 für ein geringfügiges Problem und 10 für ein schwerwiegendes Problem steht. Die Schweregrade können auf finanziellen Verlusten, Geräteschäden, Sicherheitsproblemen usw. basieren.
• Ordnen Sie jedem Fehler eine Eintrittswahrscheinlichkeit zu: Geben Sie jedem Fehler eine Eintrittswahrscheinlichkeit von 1-10, wobei 1 die geringste und 10 die höchste Eintrittswahrscheinlichkeit darstellt.
• Weisen Sie jedem Fehler eine Entdeckungsbewertung zu: Die Entdeckungsbewertung ist die Wahrscheinlichkeit, dass jeder Fehler entdeckt wird, wobei 1 bedeutet, dass er mit hoher Wahrscheinlichkeit entdeckt wird, und 10, dass er unentdeckt bleibt.

4. Berechnen Sie die Risikoprioritätszahl (RPZ)

Multiplizieren Sie den Schweregrad, den Häufigkeitsgrad und den Entdeckungsgrad für jeden Fehler:

 Bewertung der Schwere x Bewertung des Auftretens x Bewertung der Entdeckung = RPZ

Die sich daraus ergebende Zahl ist die Risikoprioritätszahl. Höhere Risikoprioritätszahlen stehen für Ausfälle mit größeren Auswirkungen, während niedrigere Zahlen für Ausfälle stehen, die weniger wahrscheinlich sind oder weniger Schaden anrichten, wenn sie eintreten.

5. Prioritäten setzen und Maßnahmen umsetzen

Entwicklung und Priorisierung von Maßnahmen, um das Risiko des Auftretens höherer RPZ-Ausfälle zu verringern oder zu beseitigen. Dies könnte die Aktualisierung oder Hinzufügung von vorbeugenden Wartungsverfahren, die Verbesserung von Umweltkontrollen oder die Hinzufügung von Schutzvorrichtungen oder Sicherheitsvorkehrungen umfassen.

6. Überwachung und Überprüfung

Überwachung des Systems auf neue FMECA-Fehlermodi und Bewertung der Wirksamkeit der durchgeführten Maßnahmen.

FMECA ist ein iterativer Prozess. Er sollte in regelmäßigen Abständen wiederholt werden, um zu sehen, wie effektiv Ihre Risikominderungsverfahren sind und um die gewonnenen Erkenntnisse zu berücksichtigen. Kontinuierliche Verbesserung ist der Schlüssel, um sicherzustellen, dass Ihre FMECA eine effektive, relevante Ressource für Ihre Organisation bleibt.

Was sind die 3 Arten von FMECA?

Es gibt drei Haupttypen von FMECA. Jeder Typ hilft Organisationen, proaktiv mit Zuverlässigkeits- und Sicherheitsfragen umzugehen, aber sie sind auf unterschiedliche Bereiche ausgerichtet.

1. System FMECA

This type of FMECA is focused on high-level systems rather than specific components. It's used to evaluate how failures in functions impact the overall operation and is useful in the early design stages when physical components haven't been fully defined.

FMECA-Beispiel für ein System: Analyse, wie ein Funktionsausfall des Kühlsystems zu einer Überhitzung in einer Anlage führen könnte.

2. Entwurf FMECA

Design FMECA focuses on examining individual hardware and components within a system. It identifies how failures such as a broken circuit or a damaged bearing could affect the system. It's often used in manufacturing to improve reliability.

Beispiel für eine FMECA-Konstruktion: Analyse der Auswirkungen eines defekten Kondensators in einer Stromversorgung auf einen Stromkreis.

3. Prozess-FMECA

Bei dieser Art von FMECA werden potenzielle Fehler in Fertigungsprozessen untersucht. Sie hilft dabei, Schwachstellen in Montage-, Produktions- oder Wartungsverfahren zu finden und ist nützlich für die Verbesserung der Qualitätskontrolle.

Beispiel für eine Prozess-FMECA: Analyse, wie falsche Drehmomenteinstellungen bei der Montage zu einem vorzeitigen Versagen der Schrauben führen können.

Die grundlegenden Schritte zur Durchführung einer Analyse der Fehlermöglichkeiten, der Auswirkungen und der Kritikalität sind für alle drei Arten der FMECA gleich: Identifizierung potenzieller Fehlermöglichkeiten, Bestimmung der Auswirkungen, Priorisierung der Fehlermöglichkeiten und Entwicklung von Strategien zur Reduzierung der Auswirkungen von Fehlern.

Was ist ein FMECA-Fehlermodus?

Ein Fehlermodus in der FMECA bezieht sich auf die spezifische Art und Weise, in der eine Komponente, ein Teilsystem oder ein System ausfallen kann. Er beschreibt, was schief geht, aber nicht unbedingt warum.

Einige FMECA-Beispiele für Fehlermodi sind die Überhitzung eines Motors, der Kurzschluss eines Stromkreises oder die Lockerung einer Schraube im Laufe der Zeit. Jeder von ihnen ist ein anderer Fehlermodus, weil sie verschiedene Möglichkeiten darstellen, wie ein System ausfallen könnte.

Sobald Sie die möglichen Fehlerarten kennen, können Sie die Auswirkungen, Ursachen und die Kritikalität bestimmen und Maßnahmen zur Vermeidung dieser Fehler ergreifen.

Vor- und Nachteile der FMECA-Analyse

FMECA kann ein nützliches Instrument für Unternehmen sein, die ein tieferes Verständnis für potenzielle Probleme gewinnen und bestehende Prozesse verbessern wollen.

Vorteile einer FMECA-Analyse

Wenn sie effektiv eingesetzt wird, bietet eine FMECA-Analyse eine Reihe von wertvollen Erkenntnissen und betrieblichen Vorteilen, einschließlich der Fähigkeit,:

• Aufzeigen von Zusammenhängen zwischen Ausfällen und Ergebnissen, um ein klareres Bild davon zu erhalten, wie sich Ausfälle auf den Rest der Fabrik auswirken, und den Wartungsteams die Möglichkeit zu geben, Maßnahmen zur Verringerung der Ausfallwahrscheinlichkeit zu ergreifen.
• Ermöglicht es dem Betrieb, Präventivmaßnahmen zu ergreifen und das Risiko von Ausfällen zu verringern, was zu geringeren Ausfallzeiten und einer höheren Systemzuverlässigkeit führt.
• Sie helfen bei der Festlegung von Prioritäten für vorbeugende und korrigierende Wartungsaufgaben und sorgen so für einen möglichst effektiven Einsatz der Wartungsressourcen.
• Bereitstellung von Daten, die zur Steigerung der Effizienz und Effektivität des Anlagenbetriebs genutzt werden können, z. B. um zu ermitteln, welche Anlagen für eine vorausschauende Wartung in Frage kommen.
• Gewährleistung einer sichereren Arbeitsumgebung für die Mitarbeiter durch Verringerung oder Beseitigung von Sicherheitsrisiken.
• Ermittlung von Schwachstellen in den derzeitigen Verfahren im gesamten System, was zu allgemeinen Verbesserungen führt.

Nachteile einer FMECA-Analyse

Auch wenn die FMECA-Analyse nützlich sein kann, um potenzielle Probleme in einer Fabrik zu identifizieren und zu entschärfen, hat sie einige Nachteile:

• Es kann zeitaufwändig sein, alle erforderlichen Daten zu sammeln und auszuwerten.
• Kann kostspielig sein, da ein funktionsübergreifendes Team von Experten erforderlich ist, um die Aufgabe effektiv zu bewältigen.
• Muss mehr als einmal durchgeführt werden, um Anpassungen vorzunehmen und kontinuierliche Verbesserungen zu erzielen. Nach dem ersten Abschluss muss ein Team möglicherweise eine zweite FMECA durchführen, wenn Änderungen an Anlagen oder Systemen vorgenommen werden oder wenn größere Prozessänderungen auftreten.
• Erfordert die Verwaltung und Organisation einer großen Datenmenge, was für Unternehmen, die traditionelle Papiersysteme oder isolierte digitale Anwendungen verwenden, schwierig sein kann.

While there can be barriers to performing FMECA, the long-term benefits of the analysis and the changes that result often outweigh the costs. To get the maximum benefit, it's important to determine the best time to conduct FMECA and make sure you do it in a complete way.

Wann sollten Sie eine FMECA-Analyse durchführen?

Es gibt einige wichtige Zeitpunkte, zu denen die Durchführung einer FMECA für eine Organisation am vorteilhaftesten ist:

1. Before manufacturing begins: When a system is still in the design phase, performing an FMECA analysis allows the engineering team to tweak designs and assets and make other changes to ensure the system runs as effectively as possible from the moment it's up and running.
2. Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit: Teams können eine FMECA-Analyse während der Produktionsphase durchführen, während die Anlage normal arbeitet. Sie kann verwertbare Erkenntnisse liefern und potenzielle Änderungen zur Verbesserung des Betriebs aufzeigen.
3. Nach System-Upgrades oder Änderungen: Wenn Anlagen aufgerüstet oder größere Änderungen an Fertigungssystemen oder -verfahren vorgenommen werden, ist es sinnvoll, eine FMECA-Analyse zu wiederholen, um möglichen Fehlern, die durch die Änderungen entstanden sind, zuvorzukommen.
4. Nach einem größeren Ausfall: Wenn ein größeres Versagen aufgetreten ist, kann die Durchführung einer FMECA dazu beitragen, die Grundursache des Problems aufzudecken und die Zuverlässigkeit und Sicherheit zu verbessern, indem Korrekturmaßnahmen ermittelt werden, die ergriffen werden sollten, um ein erneutes Auftreten zu vermeiden.
5. Während der Wartungsplanung: Die FMECA-Analyse kann Instandhaltungsteams bei der Erstellung oder Aktualisierung von Plänen für die vorbeugende Instandhaltung unterstützen. Das Wartungsteam kann damit einen optimalen Plan für die vorbeugende Wartung für jede Anlage erstellen und analysieren, welche Anlagen oder Systeme für die Produktion am wichtigsten sind. Sie kann auch durchgeführt werden, um die besten Kandidaten für eine vorausschauende Wartung zu ermitteln.

Conducting FMECA can be incredibly useful to your organization, but it can also be time-consuming and costly. And while continuous improvement is the goal, it doesn't make sense to use the resources to perform FMECA more frequently than needed.

Wer nutzt die FMECA-Ergebnisse?

Es gibt viele Funktionen, deren Tagesgeschäft direkt von den Ergebnissen der FMECA beeinflusst wird. Dazu gehören:

• Ingenieure und Konstrukteure: Diese Spezialisten nutzen die Ergebnisse der FMECA, um Änderungen an der Konstruktion oder am Betrieb einer Fabrik vorzunehmen, um das Risiko von Fehlern zu verringern und die Systemleistung zu verbessern.
• Wartungsingenieure und -personal: Diese Mitarbeiter nutzen FMECA, um Änderungen oder Verbesserungen an vorausschauenden, vorbeugenden und korrigierenden Wartungspraktiken vorzunehmen.
• Sicherheitsingenieure: Die Ergebnisse einer FMECA-Analyse helfen den Sicherheitsingenieuren, die Sicherheit von Produkten und Systemen zu gewährleisten, und sie können die FMECA-Analyse nutzen, um Verbesserungen an den Prozessen vorzunehmen, um die Sicherheit zu gewährleisten.
• Beauftragte für die Einhaltung von Vorschriften: Diese Beauftragten können die FMECA-Ergebnisse nutzen, um die Einhaltung von Sicherheits- und Qualitätsstandards nachzuweisen.
• Betriebsleiter: Die FMECA-Analyse hilft Betriebsleitern, Fehlermöglichkeiten zu erkennen und Strategien zur Fehlerbegrenzung zu entwickeln.

Andere Funktionen, wie z.B. Risikomanagement-Fachleute und Qualitätssicherungs-Teams, können ebenfalls von einer FMECA-Analyse profitieren. Alle diese Funktionen nutzen die Ergebnisse der FMECA auf unterschiedliche Weise, und ihr Fachwissen bei der Verbesserung der Abläufe in der gesamten Einrichtung kann sich langfristig auf die betriebliche Zuverlässigkeit und Leistung auswirken.

Da viele dieser Rollen auch für die Entwicklung einer FMECA-Analyse wichtig sind,
kann der Prozess der Durchführung der Analyse eine gute Möglichkeit sein, das Wissen, das diese Fachleute in die Organisation einbringen, zu erfassen und zu dokumentieren, um sicherzustellen, dass das gesamte Team
von ihren Erkenntnissen profitieren kann.

Was ist der Unterschied zwischen FMECA und FMEA?

Die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA) ist ein enger Verwandter der FMECA. Wie die FMECA identifiziert die FMEA mögliche Fehler und untersucht dann die potenziellen Auswirkungen jedes Fehlers.

Es kann hilfreich sein, sich die FMECA als die nächste Stufe nach der FMEA vorzustellen. Die FMEA identifiziert ein breites Spektrum potenzieller Fehler, die die Produktionslinie beeinträchtigen könnten, aber die FMECA liefert einen umsetzbaren Plan für jeden Fehler.

FMECA führt mehr Daten ein, um die konkreten Auswirkungen jedes Fehlermodus zu bestimmen. Dies ermöglicht es den Teams, jedem potenziellen Fehler eine Kritikalitätseinstufung zuzuweisen und auf diese Weise die betriebskritischsten Komponenten und Anlagen zu bestimmen. Ein Zuverlässigkeitsingenieur, der ein vorausschauendes Wartungsprogramm starten möchte, könnte FMECA beispielsweise nutzen, um zu bestimmen, wo er sein Pilotprojekt mit drahtlosen Vibrationssensoren am besten starten sollte, oder sogar, wo er seine Wartungsbemühungen im Allgemeinen konzentrieren sollte.

Im Idealfall sollten die Betriebe sowohl die FMEA als auch die FMECA anwenden. Gemeinsam identifizieren die beiden Ansätze Fehlermodi, bestimmen ihre Auswirkungen auf das Endprodukt und sorgen für eine optimale Nutzung der Wartungsressourcen.

Here's a table outlining the differences between FMEA and FMECA:

Was ist die FMEA-Analysemethode?

The FMEA method of analysis is very similar to the FMECA method. However, the FMEA stops before reaching criticality analysis and doesn't rank failures according to their impact.

Die FMEA konzentriert sich auf das Verständnis von Risikoausfällen und deren Auswirkungen, aber die FMECA geht noch einen Schritt weiter, indem sie die Risiken quantifiziert und die Kritikalität des Ausfalls bewertet. Während die FMEA ein guter Ausgangspunkt für die FMECA ist, ermöglicht die FMECA den Teams, ihre Analyse zu erweitern und ihre Entscheidungsfähigkeit zu verbessern, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit zu erhöhen.

Wie funktioniert die FMECA-Kritikalitätsanalyse?

The final step to implementing FMECA is determining the criticality of each defined failure. The criticality helps prioritize repairs and mitigation strategies, and can be based on the RPN number calculated previously. Higher numbers mean that the failure is more likely to occur and/or that failures are more damaging and impactful when they do occur, while lower numbers mean that failure is unlikely and, even if it did happen, it wouldn't have a high impact on other areas of production.

Dies ist nicht dasselbe wie eine Analyse der Kritikalität von Anlagen. Sowohl die FMECA als auch die Analyse der Anlagenkritikalität können Ihnen jedoch dabei helfen, zu bestimmen, wohin die Instandhaltungsressourcen gelenkt werden sollen.

Zusätzlich zur Nummer der Risikopriorität können Sie diese zusätzlichen Fragen stellen, um die Kritikalität des Fehlers zu bestimmen:

• Wie stark würden sich Ausfallzeiten auf die Produktion oder den Output auswirken?
• Könnte ein Versagen zu Verletzungen, Todesfällen oder Umweltschäden führen?
• Wie kostspielig und schwierig ist die Reparatur der Anlage?
• Verstößt das Versagen gegen Branchenvorschriften oder die Compliance?
• Gibt es Sicherungssysteme?

You should first focus maintenance resources on potential failures that are severe enough to impact safety or immediate operations. Don't get bogged down trying to prepare for very rare problems or even common problems that don't significantly undermine production.

Criticality analysis is probably the most important piece of FMECA, so it's worth taking the time to implement it correctly. Partnering with experienced providers who can help your team can also be a good idea.

Verwendung eines CMMS für FMECA

FMECA is one of the most data-driven work priority systems available, and it's easier to implement with the right tools. That's why a computerized maintenance management system (CMMS) like eMaint is a natural fit for managing FMECA analysis. FMECA makes predictions about future maintenance needs. But it needs plenty of detailed, accurate data to make those predictions, which is where eMaint comes in.

Mit eMaint können Sie:

• Mühelose Speicherung und Suche von Arbeitsauftragsdaten
• Verwenden Sie die Berichtsfunktion, um eine Liste der Fehlermöglichkeiten zu erstellen.
• Verwenden Sie eMaint-Fehlercodes, um die Häufigkeit von Fehlern zu ermitteln.

eMaint verfügt über Arbeitsauftrags- und Berichtsfunktionen, mit denen Sie die Auswirkungen früherer Maschinenausfälle genau ermitteln können. Welche Ausfälle hatten einen Dominoeffekt auf andere Anlagen? Welche haben Ihren Betrieb zum Stillstand gebracht? Nutzen Sie diese Erkenntnisse, um die Auswirkungen der einzelnen Ausfallarten vorherzusagen und zu verhindern.

Once you've determined the failure modes and their effects, you can conduct your criticality analysis.

Zusammenarbeit mit den Experten für FMECA

UnsereFluke Reliability-Experten bieten einen Workshop zur Kritikalität von Anlagen für Teams an, die an der Implementierung von FMECA arbeiten. Die Schulung deckt wichtige FMECA-Themen ab wie:

• Versagensarten
• Schwere der Fehlerarten
• Wahrscheinlichkeit des Auftretens
• Risikoprioritäten

By the end of our five-day FMECA training, your teams will have done a comprehensive review of potential component failures and their effects. You'll also learn which maintenance tasks your teams should focus on to minimize the chances of the most severe failure modes taking place.

This training is a great way to start shifting to a structured, data-driven decision-making process. And before long, you'll likely see changes across your whole operation, leading to greater productivity and less unplanned downtime.

Wenn Sie mehr über FMECA-Schulungen erfahren möchten und darüber, wie ein CMMS zur Optimierung Ihres Wartungsplans beitragen kann, sprechen Sie mit einem eMaint-Spezialisten.