Ein Beitrag von Dr. Uwe-Klaus Jarosch, Januar 2026
Wird ein Produktionsablauf häufig wiederholt, um zahlreiche Produkte in möglichst identischer Qualität und zu möglichst wirtschaftlichen Bedingungen herzustellen, so lohnt es, diesen Herstell-Prozess vorzuplanen.
Zur Vorausplanung eines solchen Herstellprozesses gehört
Daten fließen von der Planung bis in die automatisch gesteuerte Fertigung von Serienprodukten
Der letzte Punkt betrifft, was in einer Prozess-FMEA (P-FMEA) systematisch untersucht wird.
Die P-FMEA klärt, was in den einzelnen Prozessschritten (Systemelementen) als Ergebnis erreicht werden soll (Funktionen mit Merkmalen), was dabei potentiell schief gehen könnte (Fehlermöglichkeiten) und was an Maßnahmen nötig ist, um den Prozess in den gewollten Bahnen zu halten (Maßnahmenstände mit Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen).
Ist die Produktion (noch) vorrangig manuell, also von Menschen in den einzelnen Schritten ausgeführt, so richten sich die Maßnahmen auch vorrangig auf menschliche Entscheidungen. Ein „Handwerker“ nutzt zwar Werkzeuge, aber die Automatisierung ist gering. Die Fertigkeit des Menschen entscheidet über die Details der Ausführung. Eine Schritt für Schritt – Anweisung ist eher hinderlich als hilfreich, um ein individuelles Stück zu schaffen.
Sind wir in der Manufaktur, so sind die Arbeitsschritte schon auf unterschiedliche Experten aufgeteilt, aber stärker wiederholend. Das Ergebnis kann von Produkt zu Produkt gut verglichen werden. Damit gibt es Kriterien, die ein konstantes Ergebnis unterstützen oder im Ergebnis bewerten lassen. Die P-FMEA wird in solchen Wiederholtätigkeiten relevant.
Im industriellen Produktionsablauf, wie wir ihn in Automobilbau, in der Lebensmittelindustrie, aber auch in der pharmazeutischen Industrie, der Medizintechnik oder der Herstellung von Alltagsgegenständen in großer Stückzahl vorfinden, geht es darum, den potentiell negativen Einfluss durch menschliche Fehler zu reduzieren. Daraus entstanden im Lauf der Jahrzehnte Techniken, wie Poka Yoke oder die automatische Messwerterfassung und -regelung.
Poka Yoke sind Einrichtungen, die entweder grundlegend verhindern, dass ein Fehler auftreten kann oder sicher erkennen und sofort reagieren, sollte ein Fehler auftreten.
Z.B.: Es wird schon im Design das Produkt so gestaltet, dass es sich nur auf genau 1 Weise motieren lässt. Dadurch ist sowohl ein Fehlverbau als auch eine Vertauschung ausgeschlossen. Oder im Schritt gibt es ein einfaches Prüfverfahren, das während jeder Ausführung oder sofort nach dem Fertigungsschritt ein eindeutiges Merkmal prüft. Ist etwas nicht in Ordnung, wird der Ablauf gestoppt und sofort reagiert. Kein Fehler kann in den nächsten Schritt gelangen.
Automatische Messwerterfassung und -regelung kennt jeder von uns von der Wohnraumheizung: Wir haben einen Thermostaten an der Wand, der auf eine bestimmte Temperatur eingestellt ist (Sollwert). Im Thermostaten sitzt ein Sensor, ein Messwertgeber für Temperatur. Mit einer bestimmten Toleranz oberhalb und unterhalb des Sollwerts schaltet der Thermostat ein Signal an oder aus. Bei An wird das Heizungsventil geöffnet und es wird zusätzliche Wärme in den Raum gelassen, bei „Aus“ fährt das Ventil zu und die Wärmezufuhr wird unterbrochen. Für den Nutzer bleibt die Raumtemperatur immer im gewünschten Bereich und die Wärmeverluste über Türen, Fenster und Wände werden gerade ausgeglichen. Ähnliches passiert auch in industriellen Prozessen – vom Lötkolben bis zum Hochofen.
Wie gelangen die Überlegungen der Planung, der P-FMEA in den täglichen Ablauf in der Fertigung?
In der Theorie ist der Produktions-Lenkungsplan (PLP) DAS verbindliche Lenkungsdokument.
In der Praxis wird man das ab und an finden. In der überwiegenden Zahl der Anwendungen ist der PLP ein formaler Stapel Papier in der Schublade des Meisterbüros, eigentlich nur da, um einem Auditor etwas vorweisen zu können.
Die eigentliche Organisation der Produktion wird dann mit separat erstellten Arbeitsanweisungen gesteuert. Und mit ersten digitalen Systemen, so genannten Manufacturing Execution Systems (MES).
Solche Systeme begleiten die Tätigkeiten. Sie zeigen, welche Teile für die Variante, die jetzt montiert werden soll, benötigt werden. Und die Parameter und Prüfergebnisse wurden direkt digital protokolliert. Natürlich kann das nur funktionieren, wenn alle Tätigkeiten vorbereitet und als Ablauf vorprogrammiert wurden.
Traditionell „gehört“ der PLP der Qualität. Das MES „gehört“ der Produktion. Zwei Zuständigkeiten, zwei Welten.
So ist es bis heute in zahlreichen Betrieben.
Aber das ist in mehrerer Hinsicht eher ein Problem als eine Hilfe, abgesehen von dem Doppelaufwand, zwei Systeme mit dem gleichen Inhalt zu füllen.
Wegen der unterschiedlichen Zuständigkeiten und der manuellen Erstellung waren und sind PLP und MES meist nicht identisch.
Das sollte aber das Ziel sein: Die Planung bildet die Realität so gut wie möglich ab (Stichwort Digitaler Zwilling), um dann auch wertvolle Unterstützung zu leisten. Und die Planung sollte gemeinsames Ergebnis von Produktion, Produktionstechnik, Logistik, Wartung/Instandhaltung und Qualität sein. Sie zeigt eine Optimierung und zum Ende eine Festlegung, die verbindlich ist.
Und jetzt geht es darum, diese Planung in das System zu überführen, das in der Produktion vor Ort die Anweisungen gibt, die Prüfungen einfordert, die Ergebnisse sammelt.
Im MES vereinigen sich die Vermeidungs-Maßnahmen während der Prozessausführung mit den Entdeckungs-Maßnahmen = Messungen und Prüfungen und den Reaktionen auf auftretende Fehler. Und genau diese Maßnahmen sollten schon in der PFMEA angelegt und überlegt werden.
Leider gibt es keine normative Vorgabe, wie der Informationsfluss von der Zeichnung in die P-FMEA und von dort in den PLP und in die Ausführungen im MES erfolgen muss. PFMEA und PLP sind unabhängig voneinander definiert. Es gibt nur die Forderung, dass sie zueinander widerspruchsfrei und konsistent sein sollen.
Aber wie soll das funktionieren, wenn z.B. Logistik in der P-FMEA als „nicht wertschöpfend“ ausgeblendet werden darf, aber die Abläufe im MES wesentlich steuert?
Wie soll das funktionieren, wenn Prüfungen in der P-FMEA zwar als Entdeckungsmaßnahmen formal angelegt sind, aber keine Details zu Prüfmerkmalen, zu Prüffrequenz, der Anzahl der Prüflinge und nach Prüfmitteln mit berücksichtigt werden?
Wie soll das funktionieren, wenn im PLP die Reaktion auf auftretende Fehler genau stehen soll, aber Reaktionen in der üblichen P-FMEA nicht existieren?
Ein weiteres Thema, auf das an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden soll, sind die Besonderen Merkmale.
Will man die Kette P-FMEA – PLP – MES widerspruchsfrei und konsistent gestalten, so müssen deutlich mehr Inhalte berücksichtigt, mit geplant und dann verbindlich in das ME-System übertragen werden.
Fazits:
Im nächsten Blog-Beitrag „Von der PFMEA zum Manufacturing Execution System (MES) Teil 2“ werde ich zunächst darüber schreiben, wie PFMEA und PLP miteinander verknüpft sein sollten.
Bleiben sie neugierig
Uwe Jarosch