FMEA-Beispiel
Montage eines Lenkgetriebes in der Automobilindustrie
FMEA-Beispiel aus der Praxis
Das folgende FMEA-Beispiel zur Montage eines Lenkgetriebes deckt alle 7 Schritte der FMEA nach VDA/AIAG ab.
Das Beispiel bezieht sich auf die Produktion von Lenkgetrieben – ein kritischer Prozess in der Fahrzeugfertigung.
Die Abkürzung FMEA steht für Failure Mode and Effects Analysis. Im Deutschen spricht man von der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse.
FMEA ist eine präventive Risikoanalyse mit dem Ziel potenzielle Schwachstellen in einem Produkt oder einem Fertigungsprozess frühzeitig zu identifizieren, deren Auswirkungen zu bewerten und geeignete Maßnahmen zur Risikominimierung einzuleiten. Weiterführende Informationen zur Risikoanalyse FMEA finden sich im hier verlinkten Beitrag.
FMEA-Beispiel: Lenkgetriebe-Montage
(Prozess-FMEA)
Unternehmen: Automobilzulieferer (fiktiv: AutoTech GmbH)
Prozess: Montage eines Lenkgetriebes – Einpressen der Kugelumlauflager in das Gehäuse
FMEA-Beispiel – Schritt 1
Planung und Vorbereitung (Scoping):
Im ersten Schritt werden die Risiken im Montageprozess des Lenkgetriebes identifiziert, um mögliche Funktionsausfälle – beispielsweise Spiel im Lenksystem – zu vermeiden.
Team (interdisziplinär):
- Prozessingenieur (Verantwortlicher)
- Qualitätsmanager
- Produktionsmitarbeiter (Maschinenbediener)
- Logistikmitarbeiter (Materialfluss)
- Kunde (OEM-Repräsentant für Anforderungen)
Werkzeuge:
- FMEA-Software (1factory)
- Prozessablaufplan (PAP)
- Kontrollplan
- Arbeitsplatz-Analysevorlage
Zeitplan:
- Analysephase: 2 Wochen
- Maßnahmenumsetzung: 4 Wochen
5T-Prinzip:
- InTent: Lenkgetriebe-Montage ohne Spiel oder Geräusche
- Tasks: Einpressen der Lager, Prüfung der Presskraft
- Team: Siehe oben
- Timing: 6 Wochen Gesamtprojekt
- Tools: 1factory, Prüfmittel (Kraftmessdose)
FMEA-Beispiel – Schritt 2
Strukturanalyse:
Im zweiten Schritt wird das konkrete Untersuchungsobjekt logisch und hierarchisch in seine Bestandteile zerlegt. Ziel der Strukturanalyse ist es, eine klare Übersicht über alle relevanten Systemelemente, Prozessschritte und deren Wechselwirkungen zu erhalten. Erst diese saubere Struktur ermöglicht es in den späteren Schritten, Funktionen und Fehler präzise zuzuordnen.
Nach dem aktuellen VDA/AIAG-Standard wird die Prozessstruktur immer in 3 Ebenen gegliedert:
- Prozess-Gesamtsystem (Ebene 1 – System)
Die oberste Ebene der Betrachtung. Sie beschreibt das übergeordnete Gesamtsystem – in unserem Fall die komplette Fertigungs- oder Montagelinie, die am Ende das fertige Produkt liefert. - Prozessschritt (Ebene 2 – Subsystem)
Die mittlere Ebene und gleichzeitig das Fokuselement der Untersuchung. Hier wird der spezifische Teilprozess bzw. Arbeitsschritt definiert, der im Detail analysiert werden soll. - Prozessschrittelement (Ebene 3 – Komponente)
Die unterste Ebene der Struktur. Sie bricht den Arbeitsschritt aus Ebene 2 in seine direkten Arbeitsplatzelemente auf. Hier werden alle physischen Elemente, Werkzeuge, Materialien oder Vorgaben gelistet, die für die Durchführung des Schrittes zwingend nötig sind.
Die folgende Tabelle zeigt, wie diese drei Ebenen für unser Praxisbeispiel der Lenkgetriebe-Montage exakt definiert und miteinander vernetzt werden:
|
Prozess-Gesamtsystem
(Ebene 1 – System) |
Prozessschritt
(Ebene 2 – Subsystem): |
Prozessschrittelemente
(Ebene 3 – Komponenten): |
|---|---|---|
|
Lenkgetriebe-Montagelinie Das übergeordnete Gesamtsystem, welches den Rahmen für den Fertigungsablauf bildet. |
Einpressen der Kugelumlauflager in das Gehäuse Der aktuell untersuchte Montageschritt, auf den sich die Risikoanalyse konzentriert. |
- Hydraulische Presse (Machine) - Kugelumlauflager (Material) - Anlagenbediener (Man) - Einpressparameter (Method) - Hallenklima | 20–25 °C (Environment) |
Durch diese klare hierarchische Zuordnung ist das Fundament für die Funktionsanalyse (Schritt 3) gelegt: Es kann nun im nächsten Schritt genau definiert werden, welche Funktion jedes einzelne Prozessschrittelement erfüllen muss, damit der Prozessschritt fehlerfrei läuft.
FMEA-Beispiel – Schritt 3
Funktionsanalyse:
Im dritten Schritt werden den zuvor definierten Elementen und Prozessschritten ihre konkreten Funktionen, Anforderungen und Merkmale zugewiesen.
Funktion des Prozessschritts:
„Das Kugelumlauflager muss mit einer definierten Presskraft (15 kN ± 0,5 kN) und Geschwindigkeit (20 mm/s) in das Lenkgetriebegehäuse eingepasst werden, um eine spiel- und geräuschfreie Verbindung zu gewährleisten.“
Anforderungen:
- Presskraft: 15 kN ± 0,5 kN
- Positionstoleranz: ± 0,1 mm
- Oberflächenbeschaffenheit: Keine Beschädigung der Lagerlaufbahn
FMEA-Beispiel – Schritt 4
Fehleranalyse:
Der vierte Schritt – die Fehleranalyse – bildet den Kern der Risikoanalyse. Hier werden für jede in Schritt 3 definierte Funktion systematisch alle potenziellen Fehlermöglichkeiten identifiziert.
Fehlermöglichkeit 1: Unvollständiges Einpressen des Lagers
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Fehlerart
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Fehlerfolge
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Fehlerursache
|
Arbeitsplatzelemente
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|---|---|---|---|
|
Lager sitzt nicht bündig
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Spiel im Lenksystem → Sicherheitsrisiko (Lenkungsungenauigkeit) |
Presskraft zu niedrig (z. B. 14 kN)
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Machine (Kalibrierung) Method (Parameter) |
|
|
|
Bedienerfehler (falsche Einstellung)
|
Man
|
|
|
|
Materialcharge mit abweichender Härte
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Material
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Fehlermöglichkeit 2: Beschädigung der Lagerlaufbahn
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Fehlerart
|
Fehlerfolge
|
Fehlerursache
|
Arbeitsplatzelemente
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|---|---|---|---|
|
Riefen auf der Laufbahn
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Vorzeitiger Verschleiß → Garantiefall |
Pressgeschwindigkeit zu hoch (30 mm/s)
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Method
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|
|
Fremdkörper im Lager (Staub)
|
Environment
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FMEA-Beispiel – Schritt 5
Risikobewertung (B, A, E):
Im fünften Schritt – der Risikobewertung – wird jede im vorherigen Schritt identifizierte Fehlerkette objektiv beurteilt. Hierzu werden drei entscheidende Kennzahlen auf einer Skala von eins bis zehn herangezogen: Die Bedeutung (B) der Fehlerfolge für den Kunden, die Auftretenswahrscheinlichkeit (A) der Fehlerursache sowie die Entdeckungswahrscheinlichkeit (E) durch bestehende Prüfmaßnahmen.
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FMEA-Beispiel – Schritt 5:
1. Bewertungsskala
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Bewertungsskala (1–10):
- Bedeutung (B):
Auswirkung auf den Kunden
(1 = keine Auswirkung, 10 = sicherheitskritisch) - Auftretenswahrscheinlichkeit (A):
Häufigkeit der Fehlerursache
(1 = sehr unwahrscheinlich, 10 = sehr wahrscheinlich) - Entdeckungswahrscheinlichkeit (E):
Wahrscheinlichkeit, dass der Fehler durch aktuelle Maßnahmen unentdeckt bleibt
(1 = sicher entdeckt, 10 = sicher nicht entdeckt)
Aus diesen drei Werten (B, A, E) wird nach dem aktuellen AIAG-VDA-Standard die Aufgabenpriorität (AP) in den Stufen Hoch (H), Mittel (M) oder Niedrig (N) abgeleitet, welche die klassische Risikoprioritätszahl (RPZ) offiziell abgelöst hat.
Die AP-Logik bewertet die Risiken nicht rein mathematisch durch Multiplikation, sondern gewichtet Kombinationen aus hoher Bedeutung (B) und unzureichender Entdeckung (E) deutlich strenger, um echten Handlungsbedarf verbindlich zu priorisieren.
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FMEA-Beispiel – Schritt 5:
2. FMEA Matrix
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FMEA Matrix zur Risikobewertung:
Die folgende grafische Darstellung der FMEA Matrix zur Risikobewertung ist Grundlage für die richtige Kategorisierung und Priorisierung eines Fehlers. Bei der Aufgabenpriorität (AP) unterscheidet man zwischen Hoch (H), Mittel (M) und Niedrig (N).
- Aufgabenpriorität (AP) nach aktuellem AIAG-VDA-Standard
- Priorität Hoch (H):
Höchste Priorität für Überarbeitung. Das Team muss entweder bestehende Vermeidungs-/Entdeckungsmaßnahmen verbessern oder neue Maßnahmen definieren. - Priorität Mittel (M):
Mittlere Priorität. Das Team sollte Maßnahmen zur Verbesserung prüfen und gegebenenfalls einleiten. - Priorität Niedrig (N):
Niedrige Priorität. Die aktuellen Maßnahmen sind ausreichend, es besteht aktuell kein unmittelbarer Handlungsbedarf.
- Priorität Hoch (H):
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FMEA-Beispiel – Schritt 5:
3. FMEA Matrix anhand eines Beispiels
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Beispiel Montage eines Lenkgetriebes | FMEA Matrix zur Risikobewertung:
Die folgende Tabelle zeigt die Aufgabenpriorität für möglichen Fehler in unserem Praxisbeispiel, der Lenkgetriebe-Montage.
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Fehlerkette
|
B
|
A
|
E
|
Aufgabenpriorität (AP)
|
|---|---|---|---|---|
|
Unvollständiges Einpressen
|
9
|
4
|
3
|
Mittel
|
|
Beschädigung der Lagerlaufbahn
|
8
|
4
|
5
|
Hoch
|
Erläuterung am Beispiel des möglichen Fehlers: „Unvollständiges Einpressen“
1.
Der Fehler „Unvollständiges Einpressen“ zeigt bei der Bedeutung (B) einen Wert von 9, gehen sie in der obigen Marix daher auf das nun blau Feld links unten in der Tabelle: 9-10.
2.
In der Spalte daneben wechseln Sie auf die Auftretenswahrscheinlichkeit (A): 4-5.
3.
Nun gehen Sie in den Spalten zur Entdeckungswahrscheinlichkeit (E) auf das blau markierte Feld: 2-4.
⇒ Hier können Sie nun die Auftretenswahrscheinlichkeit (AP) ablesen:
Sie ist Mittel (M).
FMEA-Beispiel – Schritt 6
Optimierung (Maßnahmenplanung):
Der sechste Schritt ist der eigentliche Hebel zur Qualitätsverbesserung. Bei der Optimierung werden gezielte Maßnahmen definiert, um die im fünften Schritt identifizierten hohen Risiken zu senken.
Maßnahmen für Fehlermöglichkeit 1 – Unvollständiges Einpressen:
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Maßnahme
|
Art
|
Verantwortlich
|
Frist
|
Ziel-AP
|
|---|---|---|---|---|
|
Automatische Presskraftüberwachung (Sensor)
|
Vermeidung
|
Prozessingenieur
|
2 Wochen
|
Niedrig
|
|
Schulung der Bediener (SOP)
|
Vermeidung
|
Qualitätsmanager
|
1 Woche
|
Niedrig
|
|
100%-Kontrolle mit Lasermikrometer
|
Entdeckung
|
Produktionsleiter
|
3 Wochen
|
Niedrig
|
Maßnahmen für Fehlermöglichkeit 2 – Beschädigung der Lagerlaufbahn:
|
Maßnahme
|
Art
|
Verantwortlich
|
Frist
|
Ziel-AP
|
|---|---|---|---|---|
|
Reinraumklasse ISO 8 für Montage
|
Vermeidung
|
Logistik
|
4 Wochen
|
Niedrig
|
|
Reduzierung der Pressgeschwindigkeit auf 15 mm/s
|
Vermeidung
|
Prozessingenieur
|
1 Woche
|
Niedrig
|
FMEA-Beispiel – Schritt 7
Ergebnisdokumentation:
Zusammenfassung der Ergebnisse der Risikoanalyse, Auflistung der getroffenen Maßnahmen sowie Zusammenfassung der verbleibenden Restrisiken.
Zusammenfassung der Maßnahmen:
- Vermeidungsmaßnahmen
- Automatische Presskraftüberwachung (Sensoren in der Presse)
- Schulung der Mitarbeiter nach neuer SOP
- Anpassung der Pressparameter (Geschwindigkeit, Kraft)
- Entdeckungsmaßnahmen
- 100%-Kontrolle der Einpresstiefe mit Lasermikrometer
- Visuelle Inspektion der Lagerlaufbahn (Stichprobe: 10%)
- Vermeidungsmaßnahmen
Restrisiko nach Maßnahmen:
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Fehlerkette
|
Neue Ziel-AP
|
Risikostufe
|
|---|---|---|
|
Unvollständiges Einpressen
|
Niedrig
|
Akzeptabel
|
|
Beschädigung der Lagerlaufbahn
|
Niedrig
|
Akzeptabel (nach Geschwindigkeitsanpassung)
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- Dokumentation
- Aktualisierter Kontrollplan (Prüfmittel: Lasermikrometer, Kraftsensor)
- FMEA-Bericht in 1factory hinterlegt (Version 2.0, Freigabe: Qualitätsleiter)
- Schulungsnachweise der Bediener (Dokumentennummer: QM-2026-0430)
- Dokumentation
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