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Info  Link zur ISO 9001 Systemnorm bezüglich   Einsatz-, Umgebungs- u. Umweltbedingungen .

Mögliche Risiken im Zusammenhang mit einer unzureichenden Überprüfung der Vorgaben für die Qualitätsmerkmale "Einsatz-, Umgebungs- u. Umweltbedingungen" bei der Entwicklung neuer Produkte am Unternehmensbeispiel:
Halbleiterindustrie

Einsatz-/ und Umwelt-(Umgebungs-) bedingungen

Risikoidentifikation
Risikoanalyse
  • Risikobewertung
  • Risikoklassifizierung
Risikobehandlung

Unternehmensbeispiel:
Halbleiterfertigung in einem Großbetrieb der Elektrobranche (internationaler Konzern)

Branche: Elektrotechnik, Elektronik
Standardbausteine: (Elektrische) Designentwicklung von Standardbausteinen
Entwicklung von Produktvariantenen
ASICS: (Elektrische) Designentwicklung von Kundenapplikationen
Entwicklung spezieller Kundenapplikationen
Unternehmensgröße: Großbetrieb, international tätiger Konzern (Anzahl Mitarbeiter > 500)
Losgröße: Mittlere Seriengröße bis Großserien


Mit Hilfe der QME-FMEA Methode wird für jeden qualitätsrelevanten Entwicklungs-, Prozess- und Produktionsschritt ein mögliches Versagensrisiko (RPZ) - für den ganz konkret betrachteten Unternehmensfall- ermittelt! Welche Maßnahmen sind zur Absicherung der Qualität erforderlich?

Haftungsausschluss: Sämtliche Risikobewertungen mit Unternehmensbeispielen, daraus abgeleitete Empfehlungen und/oder Links zu anderen Internetseiten wurden nach bestem Wissen erstellt. Wir haften nicht für Schäden aller Art, insbesondere nicht für mittelbare oder unmittelbare Folgeschäden, Datenverlust, System- und Produktionsausfälle, die durch Nutzung dieser Internetseiten sowie den daraus abgeleiteten Handlungsvorschlägen, Analysen und Empfehlungen entstehen.

Unternehmensbeispiel, Unternehmensbefragung und Risikobewertung sind [4] entnommen

Risikoanalyse
im Zusammenhang mit der Prüfung der Einsatz-, Umgebungs- u. Umweltbedingungen in der Halbleiterindustrie aus der Sicht von Qualitätsmanagement & Produktmanagement (und/ oder Prozessmanagement)

Beschreibung des Risikos:
Versagensrisiko A durch eine unzureichende Prüfung der Einsatz-, Umgebungs- u. Umweltbedingungen in der Halbleiterindustrie: Bei dieser Abklärung ist höchste Sorgfalt erforderlich, wobei entsprechende Verfahren festzulegen sind. Ein Verzicht auf systematische Überprüfungsverfahren läßt das (Versagens-) Risko, daß die anschließende Serienfertigung nicht klaglos funktioniert, hoch erscheinen.

Detailierte Erläuterungen zur
QME-FMEA-Methode / NEU
Faktor B...Kundenrisiko
Faktor A ...Versagensrisiko


QME-FMEA-Methode
Potenzielles Versagen des QME (Failure Mode)  Info  Fehlerfolgen (Effects of Falilure (für die fünf Interessenspartner)  Info Fehlerursachen (Couses/ Mechanisms of Failure)
QM-Element (QME) unwirksam Potenzielle(r) Fehler
(durch Versagen des QME)
(Mögliche) potenzielle
Fehlerfolgen
(Produkt-/Prozessfehler
als Folgen des
Verfahrensfehlers)
Auflistung potenzielle
Fehlerursachen
(Mögl. Ursachen für das
Versagen des QME)
Faktor A
Bewertung der Fehlerfolgen
aus der Sicht der
fünf Interessenspartner
Faktor B
Failure
Mode
Effects of
Failure
Couse(s)/ Mechanism(s)
of Failure

*) Versagensursachen/ signifikante Einflussfaktoren für das Versagen des QM-Elements: "Keine (ungenügende) Entwicklungsvorgaben für die Einsatz-, Umgebungs- u. Umweltbedingungen"

Mögliche Fehlerfolgen und deren Einfluss auf die fünf Interessenspartner

Mögliche Fehlerfolgen:
Außerhalb des Standardbereiches der Betriebsbedingungen von Spannung, Temperatur, Feuchte usw. ist möglicherweise keine ausreichende Funktionalität des Bausteins gewährleistet. Daraus resultieren schlechte Ausbeuten, (Funktionalität nur zufällig gegeben; eventuell prüftechnische Selektion), eventuell auch Driften und somit in Folge Zuverlässigkeitsprobleme. Datenblattabngaben werden möglicherweise nicht eingehalten. Kundenverärgerung. Hoher Ausschuß.

FunktionDatenblatt-
Erfüllung
ZuverlässigkeitAusbeuteNacharbeitTermine
Externe KundenXXX*)X
Interne Kunden/ Mitarbeier*)
EigentümerX*)X
(Zu-) Lieferanten*)
Umwelt/ Gesellschaft*)

*) In der Halbleitertechnik ist Nacharbeit praktisch nicht möglich

Risikobewertung/ Risikoklassifizierung
Mögliches Versagensrisiko; Risikobewertung und -klassifizierung durch Risikoprioritätszahl RPZ (2)

Versuch einer Einschätzung (Risikoprioritätszahl), wie wichtig eine rechtzeitige Prüfung der zulässigen Einsatz- und Umgebunsbedingungen im konkreten Unternehmensbeispiel für ein qualitativ hochwertiges Produkt und damit auch für den unternehmerischen Erfolg ist. Die Bewertung erfolgt aus Sicht des Qualitätsmanagements & Prozessmanagements. Eine hohe RPZ bedeutet eine hohe Auswirkung (auf den Unternehmenserfolg) für den Fall, dass das Qualitätsmanagementelement (QME *)) "Prüfung der Einsatz- und Umgebungsbedingungen" versagt.

*) Qualitäts(management)element nach GEIGER ([3], S.18 ff)

Qualitätsmanagement & Produktmanagement (u./o. Prozessmanagement)Info 
Bewertung
RPZ(2)
H&F
Prüfung der
Einsatz- und
Umgebungsbedingungen

Entwicklungsvorgaben für die Einsatz-/ und Umwelt-(Umgebungs-)bedingungen:
Die Einsatzbedingungen wie auch die Umweltbedingungen samt Toleranzangaben müssen als Designvorgaben vor Designbeginn festliegen. Weiters stellen diese auch die Basisdaten für entsprechende Zuverlässigkeitsuntersuchungen dar. Man wird versuchen, diese möglichst genau in Erfahrung zu bringen. Elektronische Bauteile können in Zimmergeräten eingebaut werden (Raumtemperatur, niedrige Luftfeuchte) oder aber in Geräte, welche im Freien (Klimaschwankungen) oder in extremen Klima wie Wüstenklima (heiß und trocken) oder am Äquator (heiß und feucht, Kondenswasserbildung) oder bei extremer Kälte (Sibirien bis ca. -50C) betrieben werden. Der Kunde kann nun für extreme Anwendungsfälle besondere Bedingungen vorgeben. Ein weiteres Besispiel wäre eine Anwendung mit starken Rüttelkräften sowie Beschleunigungen (Luft- und Raumfahrt). Technische Produktnormen versuchen, die Vielzahl dieser möglichen Beanspruchungen zu systematisieren. Eine "normale" Temperaturbeanspruchung reicht beispielweise von 0-100C, während die Militärnorm (MIL STD- 883) für "Military-Standard" Temperaturen von -55C bis +140C fordert. Im Bereich der elektronischen Bauteile wird dieser Militärstandard meist generell für professionelle Anwendungen gefordert. Zusätzlich sind jedoch die Organisationseinheiten Marketing und Q-Wesen gefordert, alle verfügbaren Daten vom Markt, von Kundenforderungen und speziellen (extremen) Kundenanwendungen auszuwerten, wie Kundenkontakte wie z.B. Kundendienst-Rückmeldungen oder Kundenanfragen über spezielle Einsatzbedingungen und Anwendungen, bezüglich spezieller Anwendungen und Einsatzbedingungen oder einfach gezielte Kundenbefragungen. Hierzu halbwegs verbindliche Daten zu erhalten, kann ein sehr mühsames Unterfangen sein, wovon der Verfasser Kenntnis bekam. Im Falle vertraglicher Geschäftsbeziehungen werden Einsatzbedingungen und Umweltbedingungen meist ohnehin genauest spezifiziert. Diese Marktbefragungen als Grundlage von Designtätigkeiten haben auch viel damit zu tun, in welchem Merktsegment ein Produkt plaziert werden soll. Versagensrisiko A bei ungenügender Berücksichtung der Qualitätsmerkmale Einsatz- und Umweltbedingungen: Die Klima- und Einsatzbedingungen sind zwar im MIL STD-883 weitgehend genormt. Trotzdem gibt es auch hier immer wieder Diskussionen bei speziellen Kundenforderungen und Kundenanwendungen (vergl. auch SIEMENS [4]).

mehr Details
RPZ (2) > 25 erfordert zwingend Maßnahmen!

Die ermittelten Risikofaktoren zeigen ein potenzielles Versagensrisiko bei einer unzureichenden Prüfung der Einsatz-, Umgebungs- u. Umweltbedingungen in der Halbleiterindustrie auf. Es müssen daher wirkungsvolle Maßnahmen zur Risikosenkung im Zusammmenhang mit einer (unzureichenden) Prüfung der Einsatz-, Umgebungs- u. Umweltbedingungen von Produkten getroffen werden. Im Zuge der Produktentwicklung, teilweise als Voraussetzung und teilweise als wichtige Ergänzung im Sinne von qualitätssichernden Maßnahmen gehört die Abklärung (Überprüfung bzw. Vorgabe) der der Einsatz-, Umgebungs- u. Umweltbedingungen zu den Aufgaben der Produktentwicklung.

Die vorliegende Bewertung möglicher Risiken im Zusammenhang mit einer nicht zufriedenstellenden Überprüfung der Einsatz-, Umgebungs- u. Umweltbedingungen hat hier aus Sicht des Qualitätsmanagements einen eindeutigen Handlungsbedarf festgestellt. Die notwendigen Verfahren selbst gehören zum Handwerkszeug der Produktentwickler. Eine mit Schwerpunkt auf das Qualitätsmanagement ausgerichtete Webseite muss sich notwendigerweise auf einschlägige Hinweise und Querverweise (Links) beschränken.

Risikobehandlung- durch effektives Qualitätsmanagement
Maßnahmen bei einer Prüfung der Einsatz- und Umgebungsbedingungen von Produkten zur Senkung bestehender Produktrisiken

Ziel u. Zweck:
Das Produkt muss unter den vorgeschlagenen Einsatzbedingungen realisierbar, verifizierbar und lenkbar sein. Die richtige Vorgabe der Einsatz-, Umgebungs, und Umweltbedingungen wahrscheinlicher Kundenanwendungen als Entwicklungsvorgaben sind daher entscheidend.

Empfohlene Maßnahmen
Kennen Sie Produktfehlfunktionen oder Kundenreklamationen aufgrund von unzureichenden Einsatz- u./o. Umgebungsbedingungen?
Stellen sie einen Vergleich mit ihrer Reklamationsdatenbank her. Kennen sie die o.a. Fehlerrisiken auch als konkrete Reklamationsfälle ihres Kundendienstes oder ihrer Reklamationsstelle? Entspricht die Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit ihrer diesbezüglichen Erfahrung. Sind die Risiken richtig eingeschätzt worden? Sind die auftretenden Fehler insgesamt als Risiken erkannt worden? Gegebenenfalls müssen sie Ergänzungen oder Anpassungen vornehemen.

Entwicklungsprozess/ Kundenvorgaben und Einsatz- u./o. Umgebungsbedingungen bei einer Produkt(neu)entwicklung

Die für den Produktentwicklungsprozess notwendigen Kundenvorgaben und Vorgaben der Einsatz- u. Umgebungsbedingungen oder die Art und Weise der Zurverfügungstelung dieser Daten müssen in betriebsinternen Verfahrensanweisungen bereits beschrieben sein. Hiermit erreicht man die erforderlche Standardtisierung der Prozessabläufe. Der Einfluss von Einsatzbedingungen (wie setzt der Kunde sein Produkt ein? Konstanz der Stromversorgung usw.) und Umgebungsbedingungen (Temperatur, Feuchtigkeit usw.) auf ein Halbleiterprodukt lässt sich schwierig bestimmen. Entweder mittels rechnerischer Zusammenhänge und Sensitivitätsanalysen oder mittels empirischer Tests (statistische Versuchsplanung).

Ein Versagen des QME- "Produktentwicklung" führt zu möglichen Fehlerfolgen (mögliche Produktfehlentwicklungen ("Produktfehler")). Diese können sein: Kundenforderungen werden nicht erfüllt; Funktionsfehler (total, eingeschränkt, Nebenfehler) Das neu entwickelte Proukt passt nicht zu den vorhandenen Herstellprozessen (Produkt ist nicht stabil fertigbar). Die Produktentwicklung erfolgt zu spät (verspätetets "time to market").

Der hohe Risikofaktor zeigt, dass diese Prozesse/ Abläufe/ Verfahren sehr wahrscheinlich durch weitere Verbesserungen zu optimieren sind.

Wenn "ja", wie können diese verbessert werden?

Welche Einflussparameter beeinflussen das Auftreten der Fehlerfolgen im konkreten Unternehmensfall?

Optimierungssansätze für den Entwicklungsprozess durch Nutzung der Beziehungsmatrix und 4M-ISHIKAWA-Diagramm zur systematischen Maßnahmenfindung

Die Beziehungsmatrix zeigt auf, welche möglichen Fehlerfolgen auftreten können, und welche möglichen Ursachen (gegliedert nach den 6M) dafür in Frage kommen können. Daraus kann man unmittelbar Möglichkeiten für Verbesserungen ableiten.

Beziehungsmatrix für die Überprüfung der Einsatz-/ Umgebungs- und Umweltbedingungen

Dieser Link führt zur Beziehungsmatrix zur Überprüfung der Einsatz-/ Umgebungs- und Umweltbedingungen

Mit Hilf der Beziehungsmatrix können Zuammenhänge bzw. Abhängigkeiten besser verdeutlicht werden. Neben der Erfassung bzw. Darstellung der Faktoren A und B ist die Beziehungsmatrix auch als Handlungsunterstützung bestens geeignet.Es lassen sich unmittelbare Handlungsanleitungen daraus ableiten.

Auflistung möglicher Einflussparameter:

(Mögliche) Fehler-/ Versagens- *) Ursachen/ Couse(s)/ Mechanism(s) of Failure/ Mögliche Einflussparameter:

Nachdem zuvor die Risiken für mögliche Fehlerfolgen abgeschätzt wurden, muss man sich nun bei den konkreten Maßnahmen zur Risikosenkung fragen, warum es zum Versagen des QM-Elementes kommen kann. Auch hierfür sind unterschiedlichste Ursachen denkbar. Eine besonders hilfreiche, systematische Analyse ist das Fischgräten-, Ursachen-Wirkungsdiagramm oder ISHIKAWA-Diagramm.

Info   ISHIKAWA Diagramm potenziell möglicher Fehlerursachen

Die vom Ishikawa-Diagramm bekannten vier Hauptgruppen-Ursachen werden hier wie folgt zugrundegelegt:

Versuch einer Systematik: Ishikawa-Diagramm mit den bekannten vier Hauptgruppen-Ursachen::

Daraus lassen sich z.B. folgende Fragestellungen ableiten:

Neben den vorwiegend technisch bedingten Risiken (Fehlermöglichkeiten) wurde hier als mögliche Fehlerursachen unzureichende Ermittlung der Kundenwünsche erkannt. Dahinter können sich unzureichend geregelte Abläufe aber auch menschliche Fehlhandlungen verbergen, Für eine detailliertere Betrachtung möglicher menschlicher Fehlhandlungen kann der folgende Link zielführend sein. Hier findet sich eine Auflistung möglicher  menschlicher Fehlhandlungen (Human Error).

Info    Zusatzinfo zu

          Erläuterungen zu den Einsatz-, Umgebungs- und Umweltbedingungen
          Maßnahmen kann man auch von der Beziehungsmatrix ableiten

Entwicklungsverzögerung ("time to market")
Optimierung der Pozessdurchläufe

Liegt eine häufige Entwicklungsverzögerung oder Lieferverzögerungen vor, sind die Entwicklungsprozesse zu straffen und durch Prallelabläufe ein Simultaneous Engineering einzuführen.

Optimierungssansätze durch eine genauere Untersuchung der Schnittstellen

Um weitere Optimierungsansätze zu finden, sieht man sich die Schnittstellen des Entwicklungsprozesses näher an, d.h. es werden die Schnittstellen (das Entwicklungsumfeld) untersucht! Ein zentraler Optimierungsansatz besteht darin,

Prozessbschreibung des Entwicklungsprozesses; Phasenmodell der Produktentstehung

In den meisten Fällen liegen heute schon durchgängige Prozessbeschreibungen vor, welche selbstverständlich verwendet werden sollen! Die nachfolgenden und in diesem ....hauptsächlich zugrundegeleten Darstellung der PPT..?? entspricht einer erweiterten Prozesslandschaft und ist etwas übersichtlicher und daher für das hier....besser geignet. Weiters wurde eine möglichst branchenunabhängige Darstellung()??) gesucht.

Konzeptphase Gestaltungsphase Realisierungsphase
Produktdefinitionsphase
- Kundennahe Forderungen
- Technische Q-Merkmale
- Merkmalszielvorgaben
- Vorgaben Transport, Lager..
- Vorgaben Einsatz-/
Umgebungsbedingungen

- Zuverlässigkeitsvorgaben
- Vorgaben nach einfacher Bedienbarkeit
- Vorgaben nach einfacher Instandhaltung
- Rahmenbedingungen
- Lieferanteneinbindung
QFD
Pfeil
Produktentwurfsphase
- Techn. Spezifikation
- Lasten-/ Pflichtenheft

Pfeil
Pfeil Prüfung auf Herstellbarkeit und Fertigbarkeit
- Vertragsprüfung
- Prüfung auf Herstellbarkeit und Fertigbarkeit
Produktentwicklungsphase
- Produktentwicklung
- Berechnung
- Konstruktion
- Konstruktions-FMEA
- Zuv-Entwicklung
- Prototypenherstellung
- Q-Nachweisplan
Produkt-Designreview Produkt Prüf-Review
- Designreview
- Designverifizierung
- Designvalidierung

Optimierung der Schnittstelle zur (Kunden-) Anforderungsphase/ Produktdefinitionsphase/ Konzeptphase

Bei dem hier vorliegenden Unternehmensbeispiel ist diese Kunden- Schnittstelle in jedem Falle einer eingehenden Untersuchung zu unterziehen.

Falls die Produktentwicklung die Kundenwünsche ungenügend erfüllt, ergeben sich die folgenden Fragen:

Kundengetriebene Anforderungen
an eine Produkt(neu)entwicklung
Ermittlung der Kundenwünsche; Technische Forderungen
Guide Produktdefinition
Produktdefinitionsphase
Info
Sind die Kundenwünsche ausreichend bekannt?
Sind die Forderungen/ Wünsche aureichend in (die richtigen) technische Merkmale übergeführt?
Sind die Spezifikationswerte/Toleranzen realistisch (Angsttoleranzen)?
Ist der Auftragsprozess professionell abgewickelt?
Wenn mit "Nein" zu beantworten, dann
Pfeil
Prüfung der Kundeanforderungen
Kundengetriebene Entwicklungsvorgaben
an eine Produkt(neu)entwicklung
Ermittlung der Kundenwünsche; Technische Forderungen
Guide Produktdefinition
Produktdefinitionsphase
Info
Sind die (vermuteten) Kundenanwendungen (ausreichend) bekannt?
Sind die Einsatz-/ Umgebungsbedingungen des Produktes (ausreichend) bekannt?
Sind die Transprtbedingungen, Lagerbedingungen usw. ausreichend bekannt?
Sind die Anforderungen hinsichtlich Bedienbarkeit, Instandhaltbarkeit usw. (ausreichend) bekannt?
Sind die Zuverlässigkeitsanforderungen/ Sicherheitsanforderungen (ausreichend) bekannt?
Wenn mit "Nein" zu beantworten, dannPfeil... Vorgaben für

Einsatz-u.Umgebungsbedingungen
Transportbedingungen usw.
Zuverlässigkeitsbedingungen
Rechtliche/ Normative Rahmenbedingungen
an eine Produkt(neu)entwicklung
Ermittlung der Kundenwünsche; Technische Forderungen
Guide Produktdefinition
Produktdefinitionsphase
Info
Wurden bei der Entwicklung alle gesetzlichen Rahmenbedingungen, Normen etc. berücksichtigt?
Pfeil
Externe Rahmenbedingungen
Interne Rahmenbedingungen


QFD- Quality Function Deployment ("House of Quality")

Die Vielzahl der Forderungen ist teilweise verwirrend. Hier hilft mit Sicherheit die Systematik des QFD- Quality Function Deployment ("House of Quality")

Link zu QFD- Quality Function Deployment- House of Quality     ¦    Link zu House of Quality     ¦    Link zu QFD- Quality Function Deployment- Phase 2


"Wie"

Produktnahe formulierte
Technische Qualitätsmerkmale
oder Technische Entwurfsparameter
Lasten-/ Pflichtenheft
Technische Spezifikation

"Was"Beispiele

  Kundennahe formulierte
Kundenforderungen und
Qualitätsforderungen
(Anforderungsprofil)
caq4- iconHouse of Quality
QFD-    
Beziehungsmatrix
"Phase 1"
Produkt-Definitionsphase
Kunden-
Reklamation
Marktgewicht Konkurrenz-
analyse
Vorgaben für Lagerung, Verpackung, Transport
Vorgaben für Einsatz- und Umgebungsbedingungen
Vorgaben für Zuverlässigkeit
Zielwerte für Q-Merkmale
Optimierungsrichtung
Technischer Vergleich von Varianten
Rahmenbedingungen
intern/ extern
Lieferanteneinbindung
Bewertung/ Reihung
der Entwurfsvarianten

Weiter

Links zu weiteren risikosenkenden, einschlägiger Verfahren, Tools, Wissensmanagement usw.

Ergänzend zu diesen Entwicklungsvorgaben gibt es eine Reihe kundennaher Anforderungen.

Info    Zusatzinfo zu

          Produktdefinition- Definitionsphase
          Guide Produktdefinition
          Kundennahe Forderungen richtig ergänzen
          Kundennahe Qualitätsmerkmale
          Überleitung auf die Technischen Qualitätsmerkmale

QM- Werkzeuge/
- tools/- Verfahren

Entwicklungsvorgaben   Info
QFD- Quality Function Deployment   Info    
Beispielsammlung   Info

Weiterführende Bücher/ Literatur

Links zu verwandten Themen

Ergänzend zur eigentlichen Produktentwicklung sind noch folgende wichtige Links zu beachten:

Info    Links zu verwandten Themen


Weiterführende Literatur

  1. Bauer, K.: "Qualitätsmerkmale bei Leittechnik", e&i, 112.Jg., 1995, Heft 10, S.554 bis 559
  2. Geiger, W.:"Qualitätslehre, Einführung, Systematik, Terminologie", 2.Auflage, Vieweg Verlag, 1994
  3. MIL-Std 883: Militärstandard für Zuverlässigkeitsanforderungen
  4. Viertler, F.: "Die QME-FMEA Methode zur Einführung eines normenkonformen Lean-Quality-Management-System nach DIN ISO 9000 ff." Dissertation, eingereicht 1999 an der Fakultät für Maschinenbau der TU Graz
    Viertler, F.: Bisher unveröffentlichte Unterlagen zur Dissertation



Weiterführende Literatur

  1. Danzer,H.H.:"Qualitätsmanagement im Verdrängungswettbewerb", TAW-Verlag, Wuppertal und Verlag Industrielle Organisation Zürich, 1995
  2. Dietrich, E.; Schulze,m A.; Conrad, S.: "Abnahme von Fertigungseinrichtungen", Carl Hanser Verlag, 2. Auflage, 2005, ISBN 3-446-40168-7
  3. Geiger, W.:"Qualitätslehre, Einführung, Systematik, Terminologie", 2.Auflage, Vieweg Verlag, 1994
  4. Viertler, F.: "Die QME-FMEA Methode zur Einführung eines normenkonformen Lean-Quality-Management-System nach DIN ISO 9000 ff." Dissertation, eingereicht 1999 an der Fakultät für Maschinenbau der TU Graz
    Viertler, F.: Bisher unveröffentlichte Unterlagen zur Dissertation