Integration von FMEA in den Anforderungsmanagementprozess FMEA AMProzess München, 01./02.03.2016; Klaus Lamm ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH FMEA und AM-Prozess Inhalt 1 Kurzvorstellung ESG 2 AM <> FMEA - Ausgangssituation (Wie wird es häufig gelebt?) 3 Parallelen AM-Prozess / FMEA 4 Anforderungsmanagementprozess (TOP-DOWN) 5 Vermeidungs- / Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess 6 Konsolidierung von AM-Prozess und FMEA 2 ESG Daten und Fakten ESG Gruppe Daten und Fakten Mitarbeiter 1.600 Umsatz 252 Millionen Euro (2014) Beteiligungen ESG Automotive Electronics Co. Ltd. China (100%) ESG Automotive Inc. (100%) ESG Consulting GmbH (100%) ServiceXpert GmbH (100%) Automotive Division Daten & Fakten Mitarbeiter Automotive 840 Umsatz Automotive 107 Millionen Euro (2014) Referenzen Mitgliedschaften Büros ESG Standorte Ankara, Brüssel, Detroit, Shanghai, Fürstenfeldbruck, Berlin, Ingolstadt, Koblenz, Köln, München, Rüsselsheim, Stuttgart, Wolfsburg, etc. Branchenübergreifender Technologietransfer Aerosystems Beratung 9% Audi, Autoliv, BMW, Bosch, Chrysler, Continental, DAF, Daimler, Delphi, Denso, Ford, Hella, Infiniti, Jaguar, JCI, Lear, Magna, Magneti Marelli, MAN, Nissan, OPEL, General Motors, Porsche, PSA Peugeot Citroën, Renault, Seat, Smart, Skoda, Valeo, Volvo, Volkswagen, ZF Systementwicklung Embedded 44% Technologietransfer Autosar, Car2Car Consortium Comasso, Systematic Genivi Detroit, Fürstenfeldbruck, Hamburg, Ingolstadt, Köln, München, Rüsselsheim, Shanghai, Stuttgart, Wolfsburg Systementwicklung IT 16% Technische Dienstleistungen 18% Training 4% Automotive Logistik 8% Missionssysteme Land/See 3 ESG Geschäftsfelder mit Beispielen Aerosystems Missionssysteme Automotive Einsatz- und Missionssysteme Einsatzsysteme Embedded Software Simulation und Ausbildung Führungssysteme Connected Car Qualitäts-/Prozessmanagement Cyber Security 4 FMEA und AM-Prozess Ausgangssituation Häufige Ausgangssituation: Ø FMEA und Anforderungsmanagement sind häufig nicht verzahnt Ø FMEA wird häufig nach fertiggestelltem Anforderungsset durchgeführt Ø Synergien zwischen TOP-DOWN Anforderungsmanagement und Funktionsanalyse der FMEA werden nicht genutzt FMEA AMProzess FMEA und Anforderungsmanagement laufen häufig getrennt voneinander ab. 5 FMEA und AM-Prozess Ausgangslage Rückfluss der FMEA-Ergebnisse in den AM-Prozess findet häufig nicht statt. 6 FMEA und AM-Prozess Ausgangslage Nachteile: Ø Erweiterte/Überarbeite Funktionen und Besondere Merkmale während den FMEA-Sitzungen werden oft nicht im Lastenheft / Pflichtenheft berücksichtigt. Ø Erarbeitete FMEA-Fehlervermeidungsmaßnahmen fließen oft nicht ins Lastenheft / Pflichtenheft. Ø Erarbeitete FMEA-Entdeckungsmaßnahmen werden häufig nicht in Testcase überführt. Ø Parallelen im Prozess werden nicht genutzt. Synergien werden häufig nicht genutzt. 7 FMEA und AM-Prozess Parallelen AM-Prozess / FMEA FMEA – Prozess AM – Prozess (vereinfacht) (vereinfacht) Strukturanalyse Lastenheftstruktur Funktionsanalyse Anforderung (Konsolidierung) Fehleranalyse Testfall/ Absicherung Maßnahmenanalyse und Optimierung Anforderungsoptimierung Ø Darstellung von AM-Prozess und FMEA-Prozess im Vergleich 8 FMEA und AM-Prozess Anforderungsmanagement (TOP-DOWN) Ø Durchgängigkeit der Anforderung muss gegeben sein Ø Zu jeder Anforderung durchgängige Verknüpfung über Eltern-Kind Anforderung Ø Testerstellung wird aus Anforderung abgeleitet. Anforderung System Dekomposition Dekomposition Anforderung Teilsystem Anforderung Komponente Testfallerstelllung Testfallerstelllung Testfallerstelllung Testspezifikation System Testspezifikation Teilsystem Testspezifikation Komponente 9 FMEA und AM-Prozess Anforderungsmanagement (TOP-DOWN) Ø Beispiel Anf. System Das Fahrzeug muss an einer Steigung von 30% ruckelfrei anfahren können. Dekomposition Testfall System Testfall Teilsystem Anf. Teilsystem Der Motor muss ein Moment von yyy Nm stellen können. Dekomposition Das beladene Fahrzeug muss am Fahrzeugprüfstand mit Simulation 30% anfahren können Testfallerstelllung Testfallerstelllung Anf. Komponente Die Kurbelwelle muss die Pleuelkräfte in ein Moment von yyy Nm wandeln können. Das Motormoment von yyy Nm muss auf dem Motorprüfstand nachgewiesen werden. Testfall Komp. Testfallerstelllung Die Kurbelwelle muss auf Dauerfestigkeit bei Moment zzz Nm getestet werden. 10 FMEA und AM-Prozess Einbindung FMEA in AM-Prozess Ø Umformulierung als Funktion (wo möglich) Anforderung System Ableitung der Funktion Funktion System Funktionsanalyse Dekomposition Dekomposition Anforderung Teilsystem Ableitung der Funktion Funktion Teilsystem Funktionsanalyse Anforderung Komponente Ableitung der Funktion Funktion Komponente 11 FMEA und AM-Prozess Einbindung FMEA in AM-Prozess Ø Umformulierung als Funktion (wo möglich und sinnhaft) Anf. System Das Fahrzeug muss an einer Steigung von 30% ruckelfrei anfahren können. Dekomposition Funktion System Ableitung der Funktion Funktionsanalyse Anf. Teilsystem Der Motor muss ein Moment von yyy Nm stellen können. Dekomposition Ruckelfrei anfahren Ableitung der Funktion Anf. Komponente Die Kurbelwelle muss die Pleuelkräfte in ein Moment von yyy Nm wandeln können Funktion Teilsystem Drehmoment erzeugen Funktionsanalyse Ableitung der Funktion Funktion Komponente Translatorische Kräfte in Drehmoment wandeln 12 FMEA und AM-Prozess Darstellung in Software 13 FMEA und AM-Prozess Vermeidungsmaßnahmen im FMEA-Prozess Ø Durchgängigkeit der Funktionen (Funktionsnetz) muss gegeben sein Ø Ermittlung potentieller Fehlfunktionen Ø Entwicklung von Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen Funktion System Funktionsanalyse Fehleranalyse Funktion Teilsystem Funktionsanalyse Fehleranalyse Funktion Komponente Fehleranalyse Fehlerfolge (System) System Fehler (Teilsystem) Teilsystem Fehlerursache (Komponente) Vermeidungsmaßnahme Komponente Entdeckungsmaßnahme 14 FMEA und AM-Prozess Vermeidungsmaßnahmen im FMEA-Prozess Funktion System Fehleranalyse Ruckelfrei anfahren Funktionsanalyse Funktionsanalyse Fehleranalyse Funktion Komponente Translatorische Kräfte in Drehm. wandeln Fahrzeug fährt nicht an. Fehler Teilsystem Funktion Teilsystem Drehmoment erzeugen Fehlerfolge System Drehmoment wird nicht erzeugt Fehlerursache Komponente Drehmoment wird nicht gewandelt (Bauteil reißt) Indirekt Vermeidung Fehlerfolge Indirekt Vermeidung Fehler Vermeidungsmaßnahmen 1) Simulation der Kurbelwelle 2) Materialanforderungen (Festigkeit, Reinheit). 15 FMEA und AM-Prozess Vermeidungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Einsteuern der Vermeidungsmaßnahme in Lastenheft/Pflichtenheft Ø Abgleich von Eltern-Anforderungen; ggf. Änderung oder Neuerstellung Anforderung System Abgleich Anforderung Teilsystem Abgleich Komponente Vermeidungsmaßnahme Vermeidungsmaßnahme à Anforderung Anforderung Komponente Entdeckungsmaßnahme 16 FMEA und AM-Prozess Vermeidungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Abgleich von Eltern-Anforderungen; ggf. Änderung oder Neuerstellung Ø Änderung übergeordneter Anforderungen sollten die Ausnahme bleiben. Die FMEA ist hier geeignet zur Validierung des Lastenheftes / Pflichtenheftes. Anf. System Vorgaben für Serienabnahme von Fahrzeugen müssen eingehalten werden. Abgleich Anf. Teilsystem Die zul. Schwankungen der Motorleistung dürfen den Wert xxx nicht überschreiten. Abgleich Anf. Komponente Vermeidungsmaßnahme Materialanforderungen (Festigkeit) verbessern Komponente Vermeidungsmaßnahme à Anforderung Die Festigkeit des Materials muss xyz sein. Entdeckungsmaßnahme 17 FMEA und AM-Prozess Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Einsteuern der Entdeckungsmaßnahme in Testspezifikation Ø Überprüfung ob indirekte übergeordnete Tests existieren (z.B. Teilsystem / Systemebene) (in seltenen Fällen Definition/Abänderung eines neuen übergeordneten Testfalls) Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests Komponente Testspezifikation System Testspezifikation Teilsystem Vermeidungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme à Testfall Testspezifikation Komponente 18 FMEA und AM-Prozess Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Validierung der Testspezifikation gegen die Anforderung auf Systemebene Ø Verifikation der Testspezifikation gegen die Anforderung auf Detailebene Ø ZIEL: kein Testfall darf ohne Anforderung existieren (durchgängiges V-Modell) Anforderung System Traceability Komponente Traceability Anforderung Teilsystem Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Validierung Tests Überprüfung bzw. Erstellung von Verifikation Tests übergeordneten Testspezifikation System Testspezifikation Teilsystem Vermeidungsmaßnahme EntdeckungsAnforderung maßnahme Komponente Entdeckungsmaßnahme à Testfall Verifikation Testspezifikation Komponente 19 FMEA und AM-Prozess Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Beispiel anhand Materialprüfung Ø Entdeckungsmaßnahme aus Fehlfunktion wird in Testfälle abgeleitet Testfall System Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests Belastungstest am Rollenprüfstand durchführen Testfall Teilsystem Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests Komponente Vermeidungsmaßnahme Entdeckungsmaßnahme Materialprüfung durchführen Belastungstest am Motorprüfstand durchführen Testfall Komp. Entdeckungsmaßnahme à Testfall Torsions- / Biegeprüfung durchführen 20 FMEA und AM-Prozess Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess Ø Beispiel anhand Materialprüfung Anf. System Vorgaben für Serienabnahme von Fahrzeugen müssen eingehalten werden. Traceability Testfall System Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests Belastungstest am Rollenprüfstand durchführen Validierung Testfall Teilsystem Anf. Teilsystem Die zul. Schwankungen der Motorleistung dürfen den Wert xxx nicht überschreiten. TraceKomponente ability Überprüfung bzw. Erstellung Verifikation Tests von übergeordneten Vermeidungsmaßnahme Anf. Komponente Entdeckungsmaßnahme Materialprüfung Die Festigkeit des durchführen Materials muss xyz sein. Entdeckungsmaßnahme Verifikation à Testfall Belastungstest am Motorprüfstand durchführen Testfall Komp. Torsions- / Biegeprüfung durchführen 21 FMEA - AM- und Q-Prozesse Konsolidierung AM-Prozess und FMEA • Firmenstandard, Gesetze • GWKZielwerte • Kundenanforderungen • MaximaleAusfallraten • techn.Randbedingungen Erstellung LHGrobspezifikation Wandlung AnforderungàFunktion Erstellung FMEA • Funktionen a.d.Funktionsnetz • Vermeidungsmaßnahmen • Besondere Merkmale Wandlung FunktionàAnforderung Vermeidungsmaßn, à Anforderung Erstellung LH Feinspezifikation • Entwicklungsprodukt/-system Entwicklung • Entdeckungsmaßnahmen Wandlung Entdeckungsm.àTestcase Erstellung Testcases • Testcases 22 FMEA - AM- und Q-Prozesse Konsolidierung AM-Prozess und FMEA Ers tellung LH anfragefrei Strukturanalyse FMEA ers tellen LH entwicklung s -z ielfrei ers tellen • Systemstruktur Ers tellen Tes tcas es Entwicklung Funktionsanalyse • Funktionsnetz • Funktionen a.d.Funktionsnetz • Besondere Merkmale • Fachwissen • Begleitende Dokumente Fehleranalyse Maßnahmenanalyse und Optimierung • Fehlernetz • Fehlfunktionen a.d.Fehlernetz • Besondere Merkmale • Vermeidungsmaßnahmen • Entdeckungsmaßnahmen 23 FMEA - AM- und Q-Prozesse Konsolidierung AM-Prozess und FMEA Synergien zwischen FMEA und AM sind verzahnt. 24 FMEA - AM- und Q-Prozesse Konsolidierung /Vorteile Vorteile: Ø Ø Ø Ø FMEA und Anforderungsmanagement sind verzahnt FMEA dient zur Verifikation der Anforderungen FMEA-Vermeidungsmaßnahmen sind in Anforderungen überführt FMEA-Entdeckungsmaßnahmen sind in Testcase überführt FMEA AMProzess Verzahnung von AM-Prozess und FMEA-Prozess senkt Entwicklungsrisiken und nachträgliche Änderungen. 25 Kontakt Klaus Lamm (Dipl.-Ing.) Karl Förstle (Dipl.-Ing, Dipl.-Wirtsch.-Ing.) Projekt- und Qualitätsmanager Six-Sigma Black-Belt (DMAIC) Qualitätsmanagement-Auditor (QMA-TÜV) Six-Sigma Black-Belt (DFSS) Lean-Master FMEA-Moderator Tel: 089 / 9216 – 2970 E-Mail: [email protected] Tel: 089 / 9216 – 1838 E-Mail: karl.fö[email protected] ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH Division Automotive – Abteilung Qualität Frankfurter Ring 211 D-80807 München www.esg.de Zertifizierungen nach: Luftfahrtbetrieb für Luftfahrtgerät der Bundeswehr DIN EN 9100 DIN EN ISO 9001 DIN EN ISO 27001 Luftfahrttechnischer Betrieb nach: EASA Part 21G EASA Part 21J EASA Part 145 26
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