FMEA AM- Prozess

Integration von FMEA in den Anforderungsmanagementprozess

München, 01./02.03.2016; Klaus LammESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH

FMEA AM-Prozess

FMEA und AM-ProzessInhalt

Kurzvorstellung ESG1

AM <> FMEA - Ausgangssituation (Wie wird es häufig gelebt?)2

Parallelen AM-Prozess / FMEA3

Vermeidungs- / Entdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess5

Anforderungsmanagementprozess (TOP-DOWN)4

Konsolidierung von AM-Prozess und FMEA6

2

Mitarbeiter Automotive

Umsatz Automotive

Referenzen

840

107 Millionen Euro (2014)

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

Mitgliedschaften Autosar, Car2Car ConsortiumComasso, SystematicGenivi

Büros Detroit, Fürstenfeldbruck, Hamburg, Ingolstadt, Köln, München, Rüsselsheim, Shanghai, Stuttgart, Wolfsburg

Automotive Division Daten & Fakten

ESG Gruppe Daten und Fakten

Mitarbeiter

Umsatz

Beteiligungen

1.600

252 Millionen Euro (2014)

ESG Automotive Electronics Co. Ltd. China (100%)ESG Automotive Inc. (100%)ESG Consulting GmbH (100%)ServiceXpert GmbH (100%)

ESG Standorte

Ankara, Brüssel, Detroit, Shanghai, Fürstenfeldbruck, Berlin, Ingolstadt, Koblenz, Köln, München, Rüsselsheim, Stuttgart, Wolfsburg, etc.

Beratung9%

Logistik8%

Technologie-transfer

System-entwicklung IT

16%

System-entwicklungEmbedded

44%

Training4%

TechnischeDienst-

leistungen18%

Aerosystems

Automotive Missionssysteme Land/See

Branchenübergreifender Technologietransfer

ESG Daten und Fakten

3

ESG Geschäftsfelder mit Beispielen

Simulation und Ausbildung

Aerosystems

Einsatz- und Missionssysteme Einsatzsysteme

Missionssysteme

Führungssysteme

Embedded Software

Connected Car

Automotive

Qualitäts-/Prozessmanagement

Cyber Security4

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 und Anforderungsmanagement laufen häufig getrennt voneinander ab.

FMEA AM-Prozess

FMEA und AM-ProzessAusgangssituation

5

FMEA und AM-ProzessAusgangslage

Rückfluss der FMEA-Ergebnisse in den AM-Prozess findet häufig nicht statt.6

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.

FMEA und AM-ProzessAusgangslage

7

Struktur-analyse

Funktions-analyse

Fehler-analyse

Maßnahmen-analyseundOptimierung

Lastenheft-struktur

Anforderung(Konsolidierung)

Testfall/Absicherung

Anforderungs-optimierung

FMEA – Prozess(vereinfacht)

AM – Prozess (vereinfacht) Ø Darstellung von

AM-Prozess und FMEA-Prozess im Vergleich

FMEA und AM-ProzessParallelen AM-Prozess / FMEA

8

Ø Durchgängigkeit der Anforderung muss gegeben sein

Ø Zu jeder Anforderung durchgängige Verknüpfung über Eltern-Kind Anforderung

Ø Testerstellung wird aus Anforderung abgeleitet.

Anforderung Komponente

TestspezifikationKomponente

Anforderung Teilsystem

Dekom-position

Anforderung System

TestspezifikationSystem

TestspezifikationTeilsystem

Dekom-position

Testfallerstelllung

Testfallerstelllung

Testfallerstelllung

FMEA und AM-ProzessAnforderungsmanagement (TOP-DOWN)

9

Die Kurbelwelle muss die Pleuelkräfte in ein Moment von yyy Nmwandeln können.

Ø Beispiel

Dekom-position

Dekom-position

Testfallerstelllung

FMEA und AM-ProzessAnforderungsmanagement (TOP-DOWN)

Das Fahrzeug muss an einer Steigung von 30% ruckelfrei anfahren können.

Der Motor muss ein Moment von yyy Nmstellen können.

Die Kurbelwelle muss auf Dauerfestigkeit bei Moment zzz Nm getestet werden.

Das beladene Fahrzeug muss am Fahrzeug-prüfstand mit Simulation 30% anfahren können

Das Motormoment von yyy Nm muss auf dem Motorprüfstand nachgewiesen werden.

Testfallerstelllung

Testfallerstelllung

Anf. System

Anf. Teilsystem

Anf. Komponente Testfall Komp.

Testfall Teilsystem

Testfall System

10

Ø Umformulierung als Funktion (wo möglich)



Dekom-position

Anforderung System

Dekom-position Funktion

Komponente

Funktions-analyse

Funktion Teilsystem

Funktions-analyse

FunktionSystem

Ableitung der Funktion



FMEA und AM-ProzessEinbindung FMEA in AM-Prozess

11

Ø Umformulierung als Funktion (wo möglich und sinnhaft)

FMEA und AM-ProzessEinbindung FMEA in AM-Prozess

Die Kurbelwelle muss die Pleuelkräfte in ein Moment von yyy Nmwandeln können

Dekom-position

Dekom-position

Das Fahrzeug muss an einer Steigung von 30% ruckelfrei anfahren können.

Der Motor muss ein Moment von yyy Nmstellen können.

Anf. System

Anf. Teilsystem

Translatorische Kräfte in Drehmoment wandeln

Ruckelfrei anfahren

Drehmoment erzeugen

Funktion System

Funktion TeilsystemFunktions-

analyse

Funktions-analyseAnf. Komponente Funktion Komponente




12

FMEA und AM-ProzessDarstellung in Software

13

Ø Durchgängigkeit der Funktionen (Funktionsnetz) muss gegeben sein

Ø Ermittlung potentieller Fehlfunktionen

Ø Entwicklung von Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen

Funktion Komponente

Funktions-analyse

Fehlerursache(Komponente)

Funktion Teilsystem

Fehlerfolge(System)

Funktions-analyse

FunktionSystem

Fehler(Teilsystem)

Fehleranalyse

Fehleranalyse

Fehler-analyse

Entdeckungs-maßnahme

Vermeidungs-maßnahme

System

Teilsystem

Komponente

FMEA und AM-ProzessVermeidungsmaßnahmen im FMEA-Prozess

14

FMEA und AM-ProzessVermeidungsmaßnahmen im FMEA-Prozess

TranslatorischeKräfte in Drehm. wandeln

Ruckelfreianfahren

Drehmoment erzeugen

Funktion System

Funktion Teilsystem

Funktions-analyse

Funktions-analyse Funktion

Komponente

Drehmoment wird nicht gewandelt (Bauteil reißt)

Drehmoment wird nicht erzeugt

Fahrzeug fährt nicht an.

1) Simulation der Kurbelwelle

2) Materialanforderungen (Festigkeit, Reinheit).

Fehlerursache Komponente

Fehler Teilsystem

Fehlerfolge System

Vermeidungs-maßnahmen

Fehler-analyse

Fehler-analyse

Indirekt Vermeidung Fehler

Indirekt Vermeidung Fehlerfolge

15

Ø Einsteuern der Vermeidungsmaßnahme in Lastenheft/Pflichtenheft

Ø Abgleich von Eltern-Anforderungen; ggf. Änderung oder Neuerstellung

Vermeidungsmaßnahme àAnforderung

FMEA und AM-ProzessVermeidungsmaßnahmen im AM-Prozess



Anforderung System

Abgleich

Abgleich



Komponente

16

Vermeidungsmaßnahme àAnforderung

FMEA und AM-ProzessVermeidungsmaßnahmen im AM-Prozess

Die Festigkeit des Materials muss xyz sein.

Abgleich

Abgleich

Vorgaben für Serienabnahme von Fahrzeugen müssen eingehalten werden.

Die zul. Schwankungen der Motorleistung dürfen den Wert xxx nicht überschreiten.

Anf. System

Anf. Teilsystem

Anf. Komponente

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.


Materialanforderungen (Festigkeit) verbessern

Komponente

Vermeidungsmaßnahme

17

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)



Entdeckungsmaßnahme à TestfallKomponente

FMEA und AM-ProzessEntdeckungsmaßnahmen im AM-Prozess




Überprüfung bzw. Erstellung von übergeordneten Tests


18


Entdeckungsmaßnahme à Testfall


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)



Komponente







Anforderung System

Validierung

Verifikation

VerifikationTraceability

Traceability

19

Ø Beispiel anhand Materialprüfung

Ø Entdeckungsmaßnahme aus Fehlfunktion wird in Testfälle abgeleitet

Materialprüfung durchführen


Komponente



Torsions- / Biegeprüfung durchführen

Belastungstest am Rollenprüfstand

durchführen

Belastungstest am Motorprüfstand

durchführen

Testfall Komp.

Testfall Teilsystem

Testfall System

EntdeckungsmaßnahmeEntdeckungsmaßnahme

à Testfall


20

Ø Beispiel anhand Materialprüfung

Materialprüfung durchführen


Komponente



Torsions- / Biegeprüfung durchführen

Belastungstest am Rollenprüfstand

durchführen

Testfall Komp.

Testfall Teilsystem

Testfall System

EntdeckungsmaßnahmeEntdeckungsmaßnahme

à Testfall


Die Festigkeit des Materials muss xyz sein.

Vorgaben für Serienabnahme von Fahrzeugen müssen eingehalten werden.

Die zul. Schwankungen der Motorleistung dürfen den Wert xxx nicht überschreiten.

Anf. System

Anf. Teilsystem

Anf. Komponente

Validierung

Verifikation

Verifikation

Trace-ability

Trace-ability

21

Belastungstest am Motorprüfstand

durchführen

ErstellungLHGrob-

spezifikation

Erstellung LHFein-

spezifikation

ErstellungTestcases

Entwicklung

• Firmenstandard, Gesetze• GWKZielwerte• Kundenanforderungen• MaximaleAusfallraten• techn.Randbedingungen

• Funktionen a.d.Funktionsnetz• Vermeidungsmaßnahmen• BesondereMerkmale

• Entdeckungsmaßnahmen

• Testcases• Entwicklungsprodukt/-system

Wandlung AnforderungàFunktion

Wandlung FunktionàAnforderung

Vermeidungsmaßn, à AnforderungWandlung

Entdeckungsm.àTestcase

FMEA - AM- und Q-ProzesseKonsolidierung AM-Prozess und FMEA

ErstellungFMEA

22

Struktur-analyse

Funktions-analyse

Fehler-analyse

Maßnahmen-analyse undOptimierung

• Fachwissen• Begleitende Dokumente

• Systemstruktur

• Funktionsnetz• Funktionen a.d.Funktionsnetz• BesondereMerkmale

• Vermeidungsmaßnahmen• Entdeckungsmaßnahmen

• Fehlernetz• Fehlfunktionen a.d.Fehlernetz• BesondereMerkmale

ErstellungLH

anfragefrei

FMEAerstellen

LHentwicklungs-z ielfreiers tellen

ErstellenTestcases

Entwicklung


23


Synergien zwischen FMEA und AM sind verzahnt.

24

Vorteile:

Ø FMEA und Anforderungsmanagement sind verzahntØ FMEA dient zur Verifikation der AnforderungenØ FMEA-Vermeidungsmaßnahmen sind in Anforderungen überführtØ FMEA-Entdeckungsmaßnahmen sind in Testcase überführt

Verzahnung von AM-Prozess und FMEA-Prozess senkt Entwicklungsrisiken und nachträgliche Änderungen.

FMEA AM-Prozess

FMEA - AM- und Q-ProzesseKonsolidierung /Vorteile

25

Zertifizierungen nach:

DIN EN 9100DIN EN ISO 9001 DIN EN ISO 27001

Luftfahrtbetrieb für Luftfahrtgerät der Bundeswehr

Luftfahrttechnischer Betrieb nach:EASA Part 21GEASA Part 21J EASA Part 145

Kontakt

Klaus Lamm (Dipl.-Ing.)

Projekt- und QualitätsmanagerSix-Sigma Black-Belt (DMAIC)Qualitätsmanagement-Auditor (QMA-TÜV)

Tel: 089 / 9216 – 2970E-Mail: [email protected]

ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbHDivision Automotive – Abteilung QualitätFrankfurter Ring 211D-80807 Münchenwww.esg.de

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Karl Förstle (Dipl.-Ing, Dipl.-Wirtsch.-Ing.)

Six-Sigma Black-Belt (DFSS)Lean-MasterFMEA-Moderator

Tel: 089 / 9216 – 1838E-Mail: karl.fö[email protected]

Documents

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