KAUSAL - Transparente Darstellung von Kausalketten der Fehlerentstehung in komplexen Systemen

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Petra Winzer
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 282754305

Hohe Lohn- und Lohnnebenkosten steigern die Preise in Deutschland auf ein Niveau, das die Konkurrenz aus Niedriglohnländern weit unterbieten kann. Umso entscheidender für den Erfolg deutscher Industrieunternehmen ist es, dem Gütesiegel Made in Germany konsequent Rechnung zu tragen. Prominente Qualitätsprobleme machen jedoch deutlich, dass vorhandene Methoden der Fehleranalyse und -vermeidung für komplexe technische Systeme nicht ausreichen. Zu unterscheiden sind zwei Fehlergruppen: In der ersten Fehlergruppe sind Teilsysteme für sich betrachtet in Ordnung, führen aber im Gesamtsystem zu Problemen, zum Beispiel durch ungünstige Kombinationen von Toleranzen. Bei der zweiten Fehlergruppe sind Teilsysteme fehlerhaft und wirken sich negativ auf das Gesamtsystem aus. Aktuelle Ansätze der Industrie 4.0 identifizieren diese Probleme, bleiben in den Analysen jedoch komponenten- oder modulbasiert und berücksichtigen nicht, dass ein Gesamtsystem mehr ist als die Summe seiner Teilsysteme. Hinzu kommt die Beteiligung verschiedener Ingenieursdisziplinen und Systemlieferanten. Diese sind auf bestimmte Aufgabengebiete spezialisiert und haben daher den Fokus weniger auf dem Gesamtsystem. Aus diesem Grunde sind Fehlerursachen und auswirkungen in komplexen technischen Systemen kaum über mehrere Systemebenen hinweg nachvollziehbar. Vor diesem Hintergrund befasst sich das Projekt KAUSAL mit der Entwicklung einer ganzheitlichen Methodik für die Produktentwicklung komplexer Systeme in Industrieunternehmen. Ziel ist das Verständnis des Systems sowie der Entstehung von Fehlern zu erhöhen und Brücken zwischen den Ingenieursdisziplinen zu schlagen. Die resultierende Methodik soll Kausalketten der Fehlerentstehung in ihrer vollen Länge abbilden und auch Systemeinschränkungen, statt nur Systemausfälle als Fehler zulassen. Die Kausalketten werden teilsystem- und fachdisziplinübergreifend analysiert, um darauf aufbauend Lösungsansätze zu erarbeiten. Anhand von Produktbeispielen aus den Bereichen Elektromobilität, Intralogistik und erneuerbare Energien wird im Projektverlauf zunächst ein standardisiertes Systemmodell entworfen, welches als strukturierter Informationspool für die Kausalketten der Fehlerentstehung dient. Hierauf aufbauend werden Fehler, also Ausfälle sowie Systemeinschränkungen, formalisiert beschrieben und in ein Kausalkettenmodell übertragen, an dem anschließend Verfahren zur qualitativen und quantitativen Auswertung erprobt werden. Im Ergebnis steht eine validierte die validierte KAUSAL-Methodik zur Verfügung mit der in der Produktentwicklung potentielle Fehler hinsichtlich ihrer Ursachen und Wirkungen nachverfolgt werden können. Die transparente Darstellung der Fehler ermöglicht ein besseres Systemverständnis und dient als Diskussionsgrundlage für verschiedene Ingenieursdisziplinen und in Kunden-/Lieferantenbeziehungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen