Die Kühlwasserpumpe läuft seit Jahren zuverlässig. Bis an einem Freitagnachmittag die Gleitringdichtung versagt, Wasser in den Motor läuft und die halbe Anlage steht. Im Nachgang sagt jemand: „Dass die Dichtung irgendwann undicht wird, war doch klar.“ Klar war es – nur hatte niemand vorher systematisch darüber nachgedacht, was dann passiert.
Genau dafür gibt es die FMEA. Die Methode zwingt ein Team, vorab zu fragen: Was kann an dieser Anlage ausfallen? Was sind die Folgen? Und wie wahrscheinlich ist es, dass wir den Fehler rechtzeitig bemerken?
In diesem Artikel erfahren Sie, wie eine FMEA in der Instandhaltung funktioniert, wie Sie Risiken mit RPZ oder Aufgabenpriorität bewerten und wie ein konkretes FMEA-Beispiel aussieht. Außerdem lesen Sie, welche Fehler eine FMEA zur reinen Papierübung machen.
Was ist eine FMEA?
FMEA steht für „Failure Mode and Effects Analysis“, auf Deutsch Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse. Es handelt sich um eine strukturierte, vorbeugende Methode. Ein Team zerlegt ein Produkt, einen Prozess oder eine Anlage in Funktionen und Bauteile und untersucht für jedes Element:
- welche Fehlerarten auftreten können (zum Beispiel „Dichtung undicht“),
- welche Fehlerfolgen sie haben (zum Beispiel „Motor nass, Anlagenstillstand“),
- welche Fehlerursachen dahinterstecken (zum Beispiel „Trockenlauf, Verschleiß, falsches Dichtungsmaterial“),
- welche Maßnahmen das Risiko heute schon begrenzen und welche zusätzlich nötig sind.
International beschreibt die Norm IEC 60812 die Durchführung der FMEA. In der Automobilindustrie ist das gemeinsame AIAG/VDA-FMEA-Handbuch verbreitet, dessen Vorgehen auch außerhalb der Branche gern als Vorlage dient.
Welche FMEA-Arten gibt es?
- Design- oder Konstruktions-FMEA: Untersucht ein Produkt in der Entwicklung, etwa ein neues Ventil.
- Prozess-FMEA: Untersucht einen Herstell- oder Montageprozess.
- System- bzw. Anlagen-FMEA: Untersucht eine bestehende Maschine oder Anlage im Betrieb. Das ist die Form, die für die Instandhaltung am wichtigsten ist.
In der Instandhaltung beantwortet die FMEA vor allem eine Frage: Welche Ausfälle sind so kritisch, dass wir vorbeugend etwas tun müssen – durch Inspektion, Wartung, Zustandsüberwachung oder Ersatzteilbevorratung?
FMEA in der Instandhaltung: der Ablauf in 7 Schritten
Das AIAG/VDA-Handbuch gliedert die FMEA in sieben Schritte. Diese Struktur lässt sich gut auf Anlagen übertragen:
- Planung und Vorbereitung: Umfang festlegen (welche Anlage, welche Grenzen?), Team zusammenstellen, Termine planen. Ins Team gehören Instandhaltung, Bedienpersonal, Produktion und bei Bedarf Elektrik, Sicherheit und Einkauf.
- Strukturanalyse: Die Anlage in Baugruppen und Bauteile zerlegen, etwa Pumpe, Motor, Kupplung, Gleitringdichtung, Lager.
- Funktionsanalyse: Für jedes Element die Funktion beschreiben: „Pumpe fördert Kühlwasser mit Nenndurchfluss“.
- Fehleranalyse: Fehlerarten, Folgen und Ursachen sammeln und miteinander verknüpfen.
- Risikoanalyse: Bestehende Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen erfassen und das Risiko bewerten.
- Optimierung: Zusätzliche Maßnahmen festlegen, mit Verantwortlichem und Termin, und nach der Umsetzung neu bewerten.
- Ergebnisdokumentation: Ergebnisse festhalten, kommunizieren und in Wartungsplan, Ersatzteilstrategie und Arbeitsanweisungen überführen.
Risiko bewerten: Bedeutung, Auftreten, Entdeckung
Für jede Kombination aus Fehlerart, Folge und Ursache vergibt das Team drei Bewertungen, üblicherweise auf einer Skala von 1 bis 10:
| Kriterium | Frage | 1 bedeutet | 10 bedeutet |
|---|---|---|---|
| Bedeutung (S, Severity) | Wie schwer wiegt die Folge? | kaum spürbar | Gefahr für Personen oder Umwelt |
| Auftreten (O, Occurrence) | Wie wahrscheinlich tritt die Ursache auf? | praktisch nie | sehr häufig |
| Entdeckung (D, Detection) | Wie sicher wird der Fehler vor der Folge erkannt? | sicher erkannt | praktisch nicht erkennbar |
Wichtig: Bei der Entdeckung ist ein niedriger Wert gut. Eine 10 bedeutet, dass der Fehler unbemerkt bleibt, bis die Folge eintritt.
Die Risikoprioritätszahl (RPZ)
Klassisch werden die drei Werte multipliziert: RPZ = S × O × D. Die RPZ liegt damit zwischen 1 und 1.000. Je höher sie ist, desto dringender sind Maßnahmen.
Die RPZ ist einfach, hat aber eine bekannte Schwäche: Gleiche Zahlen können sehr unterschiedliche Risiken bedeuten. Eine Ursache mit S = 10, O = 2, D = 5 ergibt eine RPZ von 100 – genauso wie S = 2, O = 10, D = 5. Im ersten Fall droht eine schwere Folge, im zweiten eine häufige, aber harmlose Störung. Wer nur nach der RPZ sortiert, kann ein ernstes Risiko übersehen.
Die Aufgabenpriorität (AP)
Das AIAG/VDA-FMEA-Handbuch ersetzt die RPZ deshalb durch die Aufgabenpriorität (Action Priority, AP). Statt zu multiplizieren, ordnet eine Tabelle jede Kombination aus S, O und D einer von drei Stufen zu: hoch, mittel oder niedrig. Dabei hat die Bedeutung das größte Gewicht, danach folgt das Auftreten, dann die Entdeckung.
Auch die IEC 60812 beschreibt neben der RPZ weitere Wege, Risiken zu priorisieren, etwa eine Kritikalitätsmatrix aus Bedeutung und Auftreten. Welche Methode Sie nutzen, sollten Sie vorab festlegen und im gesamten Betrieb einheitlich anwenden. Unabhängig von der Methode gilt: Fehlerfolgen mit sehr hoher Bedeutung, etwa für Sicherheit oder Umwelt, verdienen immer eine eigene Betrachtung.
FMEA-Beispiel: Kühlwasserpumpe
Das folgende fiktive Beispiel zeigt einen Ausschnitt aus einer Anlagen-FMEA für eine Kreiselpumpe im Kühlkreislauf. Die Bewertungen sind beispielhaft und hängen in der Praxis von Ihrer Anlage und Ihren Bewertungskatalogen ab.
| Bauteil | Fehlerart | Folge | Ursache | S | O | D | RPZ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Gleitringdichtung | undicht | Wasser im Motor, Stillstand Kühlung | Trockenlauf beim Anfahren | 8 | 5 | 7 | 280 |
| Wälzlager Pumpe | Lagerschaden | Geräusch, später Blockieren | Schmierung unzureichend | 7 | 4 | 4 | 112 |
| Motor | Überhitzung | Motorschutz löst aus, Stillstand | Lüfterhaube verschmutzt | 6 | 3 | 3 | 54 |
| Kupplung | Verschleiß Zahnkranz | Schläge, Folgeschäden an Lagern | Ausrichtfehler | 6 | 4 | 6 | 144 |
Die Gleitringdichtung sticht heraus: schwere Folge, mittlere Häufigkeit und kaum Möglichkeit, den Fehler rechtzeitig zu bemerken. Mögliche Maßnahmen sind:
- Vermeidung: Trockenlaufschutz nachrüsten, Anfahrvorgang in der Arbeitsanweisung festlegen.
- Entdeckung: Leckageüberwachung an der Dichtung, Sichtkontrolle in den Rundgang aufnehmen.
- Folgen begrenzen: Eine Ersatz-Gleitringdichtung und einen Satz Lager bevorraten, damit die Reparatur nicht auf die Beschaffung warten muss.
Nach Umsetzung bewertet das Team neu. Sinkt etwa die Entdeckung von 7 auf 3, fällt die RPZ von 280 auf 120. Wer mit Aufgabenprioritäten arbeitet, stuft die neue Kombination entsprechend der AP-Tabelle neu ein.
Was die FMEA für Wartung und Ersatzteile bringt
Eine gute FMEA endet nicht im Formular. Ihre Ergebnisse fließen direkt in die tägliche Arbeit:
- Wartungsplan: Inspektionen und Wartungen gezielt dort, wo Risiken hoch sind, statt pauschal überall.
- Zustandsüberwachung: Schwingungs- oder Temperaturmessung für Bauteile mit schlechter Entdeckbarkeit.
- Ersatzteilstrategie: Teile mit hoher Bedeutung und langer Wiederbeschaffung kommen auf die Liste der kritischen Ersatzteile.
- Schulung: Bedienpersonal kennt die Frühwarnzeichen der wichtigsten Fehlerarten.
So starten Sie die erste FMEA ohne großen Aufwand
Viele Betriebe schrecken vor der FMEA zurück, weil sie nach wochenlanger Arbeit klingt. Für den Einstieg reicht ein überschaubarer Rahmen:
- Eine Anlage auswählen: am besten die mit den meisten oder teuersten Ausfällen der letzten Zeit.
- Störungshistorie mitbringen: Die erfassten Ausfälle zeigen, welche Fehlerarten bereits real aufgetreten sind.
- Zeit begrenzen: Mehrere kurze Sitzungen von zwei bis drei Stunden sind ergiebiger als ein ganzer Tag.
- Einfaches Werkzeug nutzen: Eine Tabelle mit den Spalten aus dem Beispiel oben genügt für den Anfang. Spezielle Software lohnt sich, wenn die FMEA im Betrieb zur Routine wird.
Nach der ersten Runde haben Sie eine priorisierte Liste mit Maßnahmen. Setzen Sie die drei wichtigsten zuerst um und bewerten Sie nach einigen Monaten neu, ob sich die Ausfälle verändert haben.
Typische Fehler bei der FMEA
- Einzelkämpfer statt Team: Eine FMEA, die eine Person am Schreibtisch ausfüllt, übersieht das Wissen aus Bedienung und Schichtbetrieb.
- Zu großer Umfang: Wer die ganze Fabrik auf einmal analysiert, wird nie fertig. Beginnen Sie mit der kritischsten Anlage.
- Bewertungen ohne Katalog: Ohne schriftlich festgelegte Kriterien vergibt jedes Team andere Zahlen. Legen Sie Bewertungskataloge für S, O und D fest.
- Maßnahmen ohne Verantwortliche: Eine Maßnahme ohne Name und Termin wird nicht umgesetzt.
- Einmal erstellt, nie gepflegt: Die FMEA ist ein lebendes Dokument. Nach Umbauten, neuen Ausfällen oder Änderungen am Betrieb gehört sie auf den Tisch.
Wenn kritische Teile schwer zu bekommen sind
Oft zeigt die FMEA, dass das größte Risiko gar nicht der Ausfall selbst ist, sondern die Zeit bis zum Ersatz. Gerade bei älteren Anlagen sind manche Teile abgekündigt oder nur noch schwer erhältlich. Dann sollten Sie früh nach Alternativen suchen – nicht erst, wenn die Anlage steht.
KTB Europe ist ein Familienunternehmen aus Hamburg und beschafft seit 1976 Ersatzteile aller Marken weltweit. Sie können uns per Teilenummer, Typenschildfoto oder Beschreibung anfragen. Bei abgekündigten Teilen suchen wir nach passenden Alternativen. Mehr dazu auf unseren Seiten zum Ersatzteilmanagement und zu abgekündigten Teilen. Passend zum Thema: wie Sie Ausfälle mit MTBF und MTTR messen und wie Sie die Ergebnisse der FMEA in einen Wartungsplan überführen.
Ihre Anfrage zu einem bestimmten Teil senden Sie uns über die Kontaktseite.
Fazit
Die FMEA ist eine der wirksamsten Methoden, um Ausfälle zu verhindern, bevor sie passieren. Sie bringt das Wissen von Instandhaltung, Bedienung und Produktion an einen Tisch und macht Risiken vergleichbar. Ob Sie mit der klassischen RPZ oder mit Aufgabenprioritäten arbeiten: Entscheidend ist, dass aus der Bewertung konkrete Maßnahmen werden – im Wartungsplan, in der Zustandsüberwachung und in der Ersatzteilbevorratung. Beginnen Sie mit einer Anlage, die Ihnen schon heute Sorgen macht.
Häufige Fragen
Was bedeutet FMEA?
FMEA steht für Failure Mode and Effects Analysis, auf Deutsch Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse. Ein Team untersucht dabei systematisch, welche Fehler an einem Produkt, Prozess oder einer Anlage auftreten können, welche Folgen sie haben und wie sich das Risiko senken lässt. Die Methode wirkt vorbeugend, also bevor ein Schaden eintritt.
Wie berechnet man die RPZ?
Die Risikoprioritätszahl ergibt sich aus der Multiplikation von Bedeutung, Auftretenswahrscheinlichkeit und Entdeckungswahrscheinlichkeit, die jeweils meist von 1 bis 10 bewertet werden. Das Ergebnis liegt zwischen 1 und 1.000. Weil gleiche Zahlen unterschiedliche Risiken beschreiben können, sollten schwere Folgen immer gesondert betrachtet werden.
Was ist der Unterschied zwischen RPZ und Aufgabenpriorität?
Die RPZ multipliziert die drei Bewertungen zu einer Zahl. Die Aufgabenpriorität aus dem AIAG/VDA-FMEA-Handbuch ordnet jede Kombination über eine Tabelle den Stufen hoch, mittel oder niedrig zu. Dabei wiegt die Bedeutung am schwersten, sodass schwere Folgen nicht in einer niedrigen Zahl untergehen.
Welche Norm gilt für die FMEA?
Branchenübergreifend beschreibt die IEC 60812 die Durchführung einer FMEA. In der Automobilindustrie ist zusätzlich das gemeinsame FMEA-Handbuch von AIAG und VDA maßgeblich. Viele Betriebe außerhalb der Automobilbranche orientieren sich ebenfalls an dessen Sieben-Schritte-Vorgehen.
Wer sollte an einer FMEA teilnehmen?
Eine FMEA lebt vom Wissen verschiedener Bereiche. In der Instandhaltung gehören typischerweise Instandhalter, Bedienpersonal, Produktion und bei Bedarf Elektrik, Arbeitssicherheit und Einkauf dazu. Ein Moderator achtet darauf, dass die Methode eingehalten wird und Maßnahmen Verantwortliche bekommen.