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Verknüpfung der Qualitätsmanagement-Methoden QFD und FMEA - Seite 1 von 2

Dipl.-Inf. Andreas Hartmann, Consultant bei der adesso AG (E-Mail: hartmann.andreas@gmx.de)
Dipl.-Päd. Blanka Zimmermann , Doktorandin der Universität Dortmund (E-Mail: blanka.zimmermann@gmx.de)

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Einleitung

Auf einem Markt mit immer kürzer werdenden Innovationszyklen gewinnt die Transparenz der Planung industriell gefertigter Produkte zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit zunehmend an Bedeutung. Kaufentscheidungen der Kunden werden nicht alleine aus monetärer Sicht getroffen, ausschlaggebend sind vielmehr kontinuierliche Qualität und kurze Lieferzeiten der Produkte. Insbesondere bei der Planung neuer Produkte ist die Qualität ein ausschlaggebender Faktor für den Erfolg des Produktes am Markt.

Hierbei wird den Qualitätsmanagement-Methoden Quality Function Deployment (QFD) und Fehler-Möglichkeits- und Einfluß-Analyse (FMEA) eine besondere Bedeutung zuteil. Das QFD wird während des Produktionsentwicklungsprozesses von der Phase der Produktdefinition bis hin zu der Phase der Prozeßgestaltung eingesetzt, mit dem Ziel die Produkte entsprechend der Kundenwünsche zu entwickeln. Das Ziel der FMEA ist die Reduzierung möglicher Fehler durch bereichsübergreifende Kommunikation und systematisches Vorgehen in allen Phasen des Produktionsentwicklungsprozesses. Die Qualitätsmanagement-Methoden fanden bisher unabhängig ihren Einsatz in der Praxis. Bisher wurden die Ergebnisse der Einzelmethoden nicht untereinander weiterverwendet und ausgetauscht, so daß Produktinformationen in den angewandten Methoden unterschiedlich beurteilt wurden. Folglich werden die auf ein Produkt und den damit verbundenen Produktionsprozeß bezogenen Informationen teilweise redundant erfaßt.

In dieser Arbeit wird die Erstellung eines Konzeptes, mit dessen Hilfe die Qualitätsmanagement-Methoden QFD nach dem American Supplier Institute (ASI) und FMEA verknüpft werden, vorgestellt.

Getrennte Betrachtung von QFD und FMEA

Die Qualitätsmanagement-Methode QFD stammt aus Japan und wurde dort im Jahr 1966 von Prof. Dr. Yoji Akao in der Zeitschrift "Standardization and Quality Control" als eine Methode zur Produktplanung vorgestellt. Differenziert werden zwei QFD-Ansätze: Der ursprüngliche und allgemein gehaltene Ansatz wurde von Akao entwickelt und findet überwiegend in Japan seine Anwendung. In den 80er Jahren wurde dieser allgemeine Ansatz vom American Supplier Institute (ASI) auf den Prozeß der Produktentwicklung hin spezifiziert.

Der QFD-Ansatz des American Supplier Institutes wird auch als 4-Phasen Modell bezeichnet (vgl. Egner & Hoffmann, 1995; Neumann, 1996). Dieses Modell orientiert sich an den vier kaskardenartig aufeinander aufbauenden Phasen:

1. Produktplanung;
2. Komponentenplanung;
3. Prozeßplanung;
4. Prozeßparameterplanung.

Mit der FMEA werden systematisch Fehlerpotentiale in Entwicklung, Konstruktion und Fertigung erfaßt. Die Fehler-Möglichkeits- und Einfluß-Analyse (FMEA) wurde Mitte der 60´er Jahre im Rahmen des Apollo Projektes der NASA entwickelt und ursprünglich in Projekten der Luft- und Raumfahrttechnik eingesetzt. In den 80 Jahren fand die FMEA Eingang in die Automobilindustrie und ist heutzutage fester Bestandteil von Qualitätsmanagementsystemen.

Es werde prinzipiell folgende drei FMEA-Arten unterschieden (vgl. Hering, Triemel & Blank, 1996; Pfeifer, 1996):

• System-FMEA
• Konstruktions-FMEA
• Prozeß-FMEA

Durch eine getrennte Durchführung einer QFD und FMEA treten verschiedene Nachteile auf:

• Produktstruktur, die durch QFD entwickelt wird, findet keinen direkten Eingang in FMEA;
• Entwicklung zweier unterschiedlicher Produktstrukturen für ein Produkt, da Abstraktionsebenen vermischt werden;
• Initiale FMEA erfordert hohes Maß an Kretivität und Einsatzbereitschaft;
• Keine systematische Erfassung von Quervernetzungen (potentielle Fehler, die erst durch das Zusammenspiel verschiedener Systemteile auftreten) (vgl. Herb, Herb & Kratzer, 1998).

Verknüpfung von QFD und FMEA

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde ein Konzept entwickelt, das die beiden Qualitätsmanagement-Methoden miteinander verknüpft. Ziel dieses Konzeptes ist die automatisierte Übernahme relevanter Informationen aus dem QFD-Ansatz in die entsprechenden FMEA-Arten.

Ausgehend von dem QFD-Ansatz ist die jeweils entsprechende FMEA-Art den einzelnen QFD-Phasen zuzuordnen. Diese Zuordnung ist u.a. auf Grundlage der in den QFD-Phasen durchgeführten Arbeitsprozessen und dem in den FMEA-Arten betrachteten Objekt, bzw. der Analysetiefe zu treffen:

• Die System-FMEA wird auf Grundlage des Produktkonzeptes erstellt, das während des Arbeitsprozesses Produktkonzeption mit der QFD-Phase Produktplanung aufgestellt wird.
• Die Konstruktions-FMEA wird auf Grundlage der Konstruktionsunterlagen erstellt, die aus dem Arbeitsprozeß Produktgestaltung resultieren, der mit der QFD-Phase Produktplanung durchgeführt wird.
• Die Prozeß-FMEA wird auf Grundlage der Fertigungspläne erstellt, die während des Arbeitsprozesses Prozeßgestaltung mit der QFD-Phase Prozeßplanung aufgestellt werden.

Ein weiterer Anknüpfungspunkt für die Zuordnung ist die Abhängigkeit zwischen den FMEA-Arten. Die Reihenfolge und Beziehungen der FMEA-Arten werden durch die vorhandenen Schnittstellen festgelegt. Diese sind das betrachtete System/Merkmal, die potentiellen Fehler und die potentiellen Fehlerursachen. Die potentiellen Fehler werden in der folgenden FMEA zu dem betrachteten System/Merkmal und die potentiellen Fehlerursachen zu den potentiellen Fehlern.

Betrachtet man zwei aufeinander folgende QFD-Phasen, so wird deutlich, daß die in der vorderen QFD-Phase ermittelten Merkmale zur Umsetzung der Anforderung zu Anforderungen in der hinteren QFD-Phase werden. Für diese Anforderungen werden wiederum Merkmale zur Erfüllung aufgestellt.

Aufgrund dieser vorhandenen Abhängigkeiten der QFD-Phasen und der Struktur einer FMEA ist diese mit Informationen aus zwei aufeinander folgenden QFD-Phasen zu füllen. Mit der vorgelagerten QFD werden die betrachteten Systeme/Merkmale analysiert, mögliche Fehler, Bedeutung der Fehler und Folgen des Fehlers benannt. Aus der nachgelagerten QFD-Phase sind die möglichen Fehlerursachen zu entnehmen, die für die möglichen Fehler verantwortlich sind.

Ausgehend von diesen Überlegungen wird folgende Zuordnung der FMEA-Arten zu den QFD-Phasen getroffen (s. Abbildung 1):

• Die System-FMEA wird zwischen den QFD-Phasen Produktplanung und Komponentenplanung angeordnet.
• Die Konstruktions-FMEA wird zwischen den QFD-Phasen Komponentenplanung und Prozeßplanung angeordnet.
• Die Prozeß-FMEA wird zwischen den QFD-Phasen Prozeßplanung und Prozeßparameterplanung angeordnet.

Abbildung 1: Verknüpfung von QFD und FMEA

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