Kommentar von Dominik Meyer, EDAG Aeromotive So steigert eine FMECA-Software die Wettbewerbsfähigkeit

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Die digitale Transformation und die steigende Menge an zu verarbeitenden Daten machen auch vor der Luftfahrtindustrie keinen Halt. Für die zielgenaue Auswertung von Big Data kann eine Failure Mode and Effects and Cirticallity Analysis (FMECA)-Technologie unterstützen. Dabei wird eine optimale Lösung validiert, ausgewählt anschließenden in den laufenden Prozess integriert.

Die Digitalisierung ist längst in allen Bereichen präsent. Seit Jahren ist in der Wirtschaft ein digitaler Wandel zu verzeichnen, der neue Chancen, aber auch Herausforderungen und Risiken mit sich bringt. Um von den Vorteilen dieser Veränderung zu profitieren und sich langfristig vor der Konkurrenz zu positionieren, bedarf es eines hohen Maßes an Agilität und Anpassungsfähigkeit.

Eine besondere Herausforderung bei der Digitalisierung stellt die exponentielle Datenzunahme in allen Bereichen dar. Derzeit wird von einem jährlichen Datenwachstum von 27 Prozent ausgegangen, wodurch sich die gesamte Datenmenge bis ins Jahr 2025 voraussichtlich annähernd verdreifachen wird. Bisher verwendete Datenmodelle und lang bewährte Softwares sind auf die entstehenden Big Data oft nicht ausgelegt und mit der Vielzahl und Diversität an Daten überfordert. Entwicklungsdienstleister und Technologieexperten sind jedoch mittlerweile auf diese Herausforderung spezialisiert und unterstützen verschiedene Unternehmen bei der Auswahl einer passenden Software, die mit der riesigen Datenmenge zurechtkommt.

Einsatz der richtigen Technologie als Schlüssel zum Erfolg

Um von der Digitalisierung und der dadurch generierten Datenvielfalt profitieren zu können, bedarf es einer exakten Datenanalyse mit anschließender Auswertung. Zur bestmöglichen Verarbeitung der generierten Daten ist die Wahl geeigneter Software-Technologien essenziell. Diese müssen im Vorfeld sehr genau recherchiert und auf Basis der unternehmenseigenen Anforderungen evaluiert werden.

Nach einer umfangreichen Validierungsphase werden die idealen Technologien ausgewählt und anschließend in den bestehenden Prozess integriert. Vorhandene Daten werden auf Richtigkeit überprüft und anschließend in das neue Tool transferiert. Die exakte, vollumfängliche Analyse ist notwendig, um trotz des hohen Angebots an Softwares unterschiedlichster Hersteller das ideale Tool auf dem Markt zu finden. Durch dieses Vorgehen wird das Auftreten von Anwendungsdefiziten nach Tool-Einführung auf ein Minimum reduziert sowie hohe Folgekosten durch weitere Softwareimplementierungen mit erneutem Datentransfer vermieden.

Die FMECA – eine bewährte Methode für die Zukunft rüsten

Die Logistic Support Analysis (LSA) ist Teil des Integrated Logistic Supports (ILS). ILS meint ein Managementmodell, das die logistische Unterstützung komplexer Produkte während aller Lebensphasen aufzeigt. Dabei wird ein strukturierter Ansatz verfolgt, der sich von Designanpassungen bis hin zur vorausschauenden Instandhaltung erstreckt. Zahlreiche Verbesserungen gehen mit der Anwendung dieses Prozesses einher. Lebenszyklen einzelner Komponenten und Systeme lassen sich besser planen und durch konstruktive Optimierungen verlängern. Die daraus resultierende Kostensenkung wird durch die frühzeitige Bereitstellung essenzieller Komponenten des Flugsystems komplettiert. Ausfälle während des Flugbetriebes lassen sich auf ein Minimum reduzieren, wodurch die Sicherheit für alle Passagiere auf ein Maximum ansteigt.

Ebenso erleichtert die Instandhaltungsplanung die logistische Beschaffung und notwendige Bauteile können „just in time“ an den richtigen Ort geliefert und direkt ausgetauscht werden. Ein wichtiger Teil dieses Modells bietet die Failure Mode and Effects and Cirticallity Analysis (FMECA). Diese begründet durch die errechneten Ausfallwahrscheinlichkeiten einzelner Bauteile bis hin zu kompletten Systemen den Ausgangspunkt der LSA und liefert dadurch die Grundlage einer Prozessoptimierung mit positiven Auswirkungen auf den kompletten ILS.

Besonders in der Luftfahrt wird die FMECA als analytische Methode der Risikoreduktion sowie der Zuverlässigkeitsbestimmung verwendet. Dies erlaubt quantitative Aussagen einzelner, spezifischer Komponenten bis hin zu kompletten Systemen und liefert somit exakte Fehlerraten auf allen Systemebenen. Die Ergebnisse lassen sich in Formblättern sammeln und Ausfallwahrscheinlichkeiten durch die berechnete Kritikalität exakt definieren.

Obwohl diese Methode nun seit mehr als 30 Jahren nach denselben Vorgaben umgesetzt wird, nimmt die Anwenderfreundlichkeit der FMECA stetig zu. Durch das Einbeziehen technologischer Fortschritte wird die Methode übersichtlicher, effizienter und benutzerfreundlicher. Wo anfänglich mit aufwendigen Kartensystemen analog gearbeitet wurde, erleichtern seit einigen Jahren Computer die Prozesse immens.

Heute gibt es spezielle Tools, die bei einer richtigen Auswahl enorme Vorteile beim Umsetzen der FMECA-Methode schaffen. Ist eine derartige Umstellung noch nicht erfolgt, leidet speziell die Produktivität unter den veralteten Technologien. Durch die kontinuierliche Datenzunahme bei komplexen Flugsystemen in den letzten Jahren, lassen sich mittels veralteter Technologien Verknüpfungen nur bedingt visuell darstellen. Das Herausfiltern konkreter Daten ist dabei mit einem hohen zeitlichen sowie arbeitsintensiven Aufwand verbunden und die Fehleranfälligkeit nimmt durch die fehlende Benutzerfreundlichkeit zu.

Validierung einer potenziellen FMECA-Software

Um den negativen Aspekten veralteter Software-Technologien entgegenzuwirken, muss das richtige FMECA-Tool gefunden werden. Hierfür benötigt es eine geeignete Technologie zum Abbilden und Überprüfen der bestehenden FMECA-Daten. Dabei arbeiten sich geschulte Experten in die unterschiedlichen Softwares ein und bewerten diese anhand der exakt definierten Anforderungen. Die Grundlage bietet ein vordefinierter Bewertungskatalog, der allen Beteiligten zu jeder Zeit vorliegt. Nach Abschluss der umfangreichen Testphase werden die definierten Anforderungen in Anlehnung an die Qualitätsnorm ISO 25010 zur Bewertung der Software-Qualität in folgende Bereiche zusammengefasst:

• 1. Funktionalität

• 2. Kompatibilität

• 3. Nutzbarkeit

• 4. Verlässlichkeit

• 5. Wartung

• 6. Portierbarkeit

• 7. Performance

• 8. Sicherheit

Anschließend erfolgt eine exakte Gewichtung der einzelnen Bewertungskriterien. Nach dieser Priorisierung lässt sich die Nutzwertanalyse finalisieren und der Nutzwert jeder FMECA-Software automatisch errechnen. Sobald der errechnete Nutzwert eingeordnet wurde, kann das Bewertungsresultat der unterschiedlichen FMECA-Softwares direkt miteinander verglichen werden. Abschließend lässt sich auf Basis dieses exakten Validierungsprozesses mit methodischen Analysen eine fundierte Entscheidung über die ideale FMECA-Software treffen, die am besten zum Anwendungsfall passt.

Wahl und Implementierung des passenden FMECA-Tools

Nach der finalen Entscheidung für eine FMECA-Software werden bereits vorhandene FMECA-Daten systematisch auf Fehler untersucht. Treten Auffälligkeiten auf, werden diese beseitigt und anschließend in das neue Qualitätstool importiert. Die Datenabfragen mittels sogenannter „Queries“ dienen hierbei als Protokoll, um jede Veränderung der sensiblen Daten langfristig nachzuvollziehen. Ferner können bestehende Daten in das neue Tool importiert und über Ebenen hinweg miteinander verknüpft werden. Änderungen werden durchgängig übernommen, was die Effizienz steigert und die Fehleranfälligkeit senkt. Einzelne Verbindungen lassen sich durch die neue Software methodisch visualisieren und gewünschte Daten trotz der großen Datenvielfalt beliebig filtern und extrahieren. Weitere Zuverlässigkeitsmethoden, wie die Fault Tree Analysis (FTA) oder das Reliability Block Diagram (RBD) können problemlos aus der FMECA erstellt werden. Zusammengefasst ermöglicht der Einsatz des neuen FMECA-Tools sowohl eine „Top-Down“- als auch „Bottom-up“-Betrachtung und erfüllt die wichtigste Anforderung einer modernen Risikoanalyse technisch komplexer Systeme.

Durch die exakte Validierung und anschließende Wahl einer modernen FMECA-Technologie kann die LSA und somit der komplette ILS des bestehenden Luftfahrtsystems sowie aller Folgeprojekte optimiert und an die neuesten Anforderungen der Digitalisierung angepasst werden. Fehleranfällige Bauteile können substituiert oder neu konzipiert werden, wohingegen langlebige, mehrfachverbaute Komponenten reduziert werden. Daraus resultiert eine Erhöhung der Effizienz vorhandener und zukünftiger Prozesse sowie eine dadurch generierte Kostenreduktion bei gleichzeitig gesteigerter Sicherheit in der Luft- und Raumfahrtindustrie.

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