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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

Unternehmensbeispiel, Unternehmensbefragung und Risikobewertung sind [1]entnommen


Risikoprioritätszahl (RPZ) = A*B*C
bei der Prüfung der Herstellbarkeit aus der Sicht des Qualitätsmanagements & Produkt-/ Prozessmanagements

Angenommenes Grenzrisiko für:

A*B = 5*5= 25
A*B*C = 5*5*5= 125

Eine Auflistung (aller) möglicher Fehlerfolgen ist heranzuziehen.

Detailbetrachtung Auftragsfertigung:

Versagens-
wahrscheinlichkeit
Mögliche Auswirkung
auf das Produkt
Qualitätsmanagement & ProduktmanagementInfo 
Bewertung
RPZ (2)
AP
Auftragsprüfung
UnwahrscheinlichUnbedeutender
Fehler

Überprüung der Realisierbarkeit im Zuge der Auftragsprüfung: Herstell- und Fertigbarkeit in der Halbleiterindustrei: Neue Produkte werden i.d. Regel mit dem bestehenden Equipment bzw. bestehenden Herstellprozessen/ Verfahren gefertigt. Aber höhere Anforderungen an Präzision, an höhere Packungsdichten und/oder an den Durchsatz verstärken öfters den Zwang zu neuem Equipment (Beispiel neue Waferfab mit noch höheren Waferdurchmessern). Weiters müssen Einsatzbedingungen und spezielle Kundenanwendungen überprüft werden. Überprüfungen sind auch bei reinen Kundenaufträgen (z.B. ASIC's) oder bei Drittfertigungen erforderlich

Hinweis:
Eine etwas andere Situation findet man im Falle industriell gefertigter Möbel oder Türen/ Fenster vor, wo eine Prüfung der Herstellbarkeit inklusive der üblichen statistischen Methoden- so wie uin anderen Industrien auch- erforderlich wäre.
Holzbearbeitungsprozesse
Hobelprozess
Sägeprozess
usw.
: Verlangt der Auftrag besondere Herstellverfahren, Spezialmaschinen z.B. besondere Rundungen, Furnierbeschichtungen usw.? Verlangt der Kundenauftrag besondere Beschichtungen, Farben, Lackierungen, usw.?

1
Mittelmäßig
wahrscheinlich
Mittelschwerer
Fehler
10
RPZ (2) > 25 erfordert zwingend Maßnahmen!


Eine entsprechende Auftragsüberprüfung gehört zur standardmäßigen unternehmnerischen Prüfung, sodass hier keine darüberhinausgehenden Maßnahmen vorgeschlagen werden

Detailbetrachtung Fertigungsprozesse:

Argumente zur Schwerebeurteilung

Eine Auflistung (aller) möglicher Fehlerfolgen ist heranzuziehen.


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
RPZ(2)= A*B
Failure
Mode
Effects of
Failure
Couse(s)/ Mechanism(s)
of Failure

Bei einer Bewertung muss teilweise auf Prozesse auch näher eingehen. Dies soll am Beispiel des Galvanikprozess gezeigt werden. Soll der Prozess neu entwickelt, in einigen Parametern geändert werden oder soll einfach eine neue Tauchbadfüllung erfolgen? Dementsprechend ergeben sich unterschiedliche Einschätzungen. Eine Auflistung (aller) möglicher Fehlerfolgen ist dabei heranzuziehen.

Beispiel Hauptprozess Galvanik: Unwirksamkeit QM-Element: "Überprüfung der Herstellbarkeit"

TeilprozessHaupt-
Fehlerfolgen
Fehlerfolgen
im Detail
Fehler(aus)wirkung
Schwerebewertung
abgeschätzte
Auftrittshäufigkeit
Neueentwicklung des
Galvanikprozesses
ProduktfunktionalitätProdukt ist nicht lötbar, weil Prozess nicht geeignetschwersehr wahrscheinlich
Neue Parametrierung
des Galvanikprozeses
ProduktfunktionalitätProdukt ist teilweise nicht lötbarschwerwahrscheinlich
Neues GalvanikbadLiefertermine (JIT)Produkt ist nur eingeschränkt lötbar da nicht stabil fertigbarmittelschwersporadisch, selten (Ausreißer)

Failure Mode: "Das Produkt ist ohne Prüfung der Herstellbarkeit nicht stabil fertigbar"
Typische
Prozessblöcke
Potenzielle
Fehlerfolgen
Fehlerart +)
Verbale Beschreibung
der möglichen
Fehlerfolgen
(Mögliche Auswirkung auf das Produkt)
-> siehe Faktor B
Faktor BMögliche Ursachen, mit unmittelbarer Auswirkung auf die VersagenswahrscheinlichkeitAnnahmen für die Bewertung nach VDA, , AIAG #)geschätzte Fehlerrate
in ppm #)
geschätzte Fehlerrate
in %
verbale Beschreibung
der Versagenswahrscheinlichkeit
für die Fehlerursachen
*)
Faktor
A
GA
Galvanisierung /
der Anschlüsse
  • geringe Ausbeute wegen Kontaktierungsproblemen
  • Mögliche Zuverlässigkeitsfehler durch zeitlich verspätete Kontaktprobleme
  • Verspätetes time to market
  • Lieferproblem wegen instabiler Fertigung
  • mittelschwere Auswirkung wegen möglicher Lötprobleme bei der Endmontage
  • B
    • Produktneuheit
    • Produkt-/Prozesskomplexität
    • unbekannte (große) Prozessstreuung
    • enge Spezifikations-Toleranzwerte
    Annahme:
  • Verpressung eines Chips mit stark geänderter Chipgröße/ Chipabmessungen aber mit bewährtem Herstellprozess
  • Änderungen der Prozessparameter am Kunststoffprozess
  • Positive Serienerfahrung für ähnlichen Bondierungsprozess vorliegend
  • 100.000 dpm
    bis
    30.000 dpm
    10%-3%gering

    es ist mit einer hohen Ausfallswahrscheinlichkeit (Auftrittswahrscheinlichkeit ) Lötproblem im Zuge der Endmontage und daher mit möglichen Lieferproblemen (bei Just in time) zu rechne
    6

    #) nach VDA, AIAG, zitiert bei WERDICH [3]

    *) Wenn Fehlermode: "Keine Prüfung der Herstellbarkeit" dann ist die Wahrscheinlichkeit für eine Produktfehlfunktion .....

    +) Mögliche Bewertung der Fehlerfolgen: Fehlerarten (Fehlerschwere)
    - unbedeutender
    - mittelschwerer
    - katastrophaler Fehler

    QME-FMEA
    Potenzielles Versagen des QME (Failure Mode)  Info  Fehlerfolgen (Effects of Falilure (für die fünf Interessenspartner)  Info Fehlerursachen (Couses/ Mechanisms of Failure)
    QME-Element unwirksam
    Beispiel für ein Versagen eines QM-Elements:



    "Keine Prüfung der Herstellbarkeit"
    Potenzielle(r)
    Fehler
    (durch Versagen des QME-Elements)
    (Mögliche) Potenzielle
    Fehlerfolgen
    (Produkt-/Prozessfehler
    als Folgen des
    Verfahrensfehlers)
    Auflistung
    Potenzielle
    Fehlerursachen
    (Mögl. Ursachen für das
    Verfahrensversagen)
    Faktor A ...VersagensrisikoFaktor B ...Kundenrisiko
    RPZ(2)
    A*B
    Failure
    Mode
    Effects of
    Failure
    Couse(s)/ Mechanism(s)
    of Failure
    Auftretens-
    wahrscheinlichkeit

    der jeweiligen

    Fehlerursachen/
    Einflussfaktoren


    Verschiedene Portfolio-
    Darstellungen
    Bewertung der Fehlerfolgen
    aus Sicht der
    fünf Interessenspartner
    Produkt ist mit vorhandenem Prozess/ Equipment nicht fertigbar
    WF
    Waferfab
    Hoher Ausschuß/ Schlechte Ausbeute
    Mögliche Einflussparameter (Ursachen) für das Versagen des QM-Elements

    - Prozesskomplexität
    - Prozessstabilität
    - Prozessverständnis
    - Reproduzierbarkeit Serienarbeit; z.B. Holzbearbeitung anders als HL)- High-Techgrenze des technologisch Machbaren
    - Personaleinfluss
    10660
    Funktionsfehler 1) 550
    Zuverlässigkeitsausfälle 550
    Terminverzögerungen 440
    Neues Fertigungsequipment 660
    BO
    Bondierung
    Hoher Ausschuß/ Schlechte Ausbeute
    8648
    Zuverlässigkeitsausfälle 540
    Terminverzögerungen 432
    Neues Fertigungsequipment 648
    GM
    Gehäusemontage (assambly)
    Kunststoffverpressung
    Hoher Ausschuß/ Schlechte Ausbeute
    5630
    Funktionsfehler 1) 525
    Zuverlässigkeitsausfälle 525
    Terminverzögerungen 420
    Neues Fertigungsequipment 630
    GA
    Galvanisierung der Anschlüsse
    Hoher Ausschuß/ Schlechte Ausbeute
    5630
    Zuverlässigkeitsausfälle 525
    Terminverzögerungen 420
    Neues Fertigungsequipment 630

    1)....Funktionsfehler: ein oder mehrere Parameter fehlerhaft
    *) Sicherheitsrelevante Kundenanwendung
    *) z.B. Oxydationsprozess: zu dicke Oxydschicht bedingt Funktionsfehler (Produktgeschwindigkeit eingeschränkt); zu dünne Oxydschicht: möglicherweise Zuverlässigkeitsproblem; Produktgeschwindigkeit möglicherweise zu hoch
    #) Der Autor dieser Website kennt aus seiner eigenen beruflichen Praxis massive Zuverlässigkeitsprobleme durch einen nicht optimierten Bondierungsprozess

    Empfohlene Maßnahmen

    Stellen sie einen Vergleich mit ihrer Reklamationsdatenbank her. Kennen sie die o.a. Fehlerrisiken auch als konkrete Reklamationsfälle ihres Kundendienstes oder ihrer Reklamationsstelle? Sind die Risiken richtig eingeschätzt worden? Sind die auftretenden Fehler insgesamt als Risiken erkannt worden? Gegebenenfalls müssen sie Ergänzungen oder Anpassungen vornehmen.

    Faktor A ...Versagensrisiko
    Faktor C ...Durchschlupfrisiko
    Faktor B ...Kundenrisiko


    Weiterführende Literatur

    1. 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