Development of an innovative approach for complex, causally determined failure chains

• Autorzy: Bielefeld O. , Dransfeld H. , Schlüter N. , Winzer P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/mper-2017-0023

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A high number of examples in today’s global industry prove that it is difficult to ensure a certain level of quality. One possible reason is the increasing complexity of modern mechatronic product systems. Interface problems due to several involved science disciplines and the lack of understanding subsystems, which are delivered by different suppliers, make it difficult to identify critical components and specifications of elements. Furthermore, it is even harder to estimate the effects of elements because of their unknown dependencies and relations. Therefore it becomes more and more improbable to develop a safe, sustainable and high quality product right from the beginning. In order to understand failures in complex system structures today’s engineering industries need a generic approach that increases the understanding of systems, identifies critical components and considers the different levels of a system. It shall examine failures that cause system errors but also failures that limit system functions. Thus, it is necessary to model and simulate the causally failure chains and analyse over several system levels and elements with their dependencies. This leads to a better understanding of the whole picture of cause and effect. This research paper points out which requirements this new model-based approach has to fulfill and how it is possible to link quality and reliability methods to achieve an overall understanding and analysis of a complex system to assure high quality and sustainability.

Słowa kluczowe

EN

model-based failure analysis; reliability; quality; safety

• Wydawca: Production Engineering Committee of the Polish Academy of Sciences ; Polish Association for Production Management
• Czasopismo: Management and Production Engineering Review
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 8, No. 3
• Strony: 3--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Bielefeld O.

• University of Wuppertal, Research Group “Product Safety and Quality Engineering” Gaußstr. 20, 42119 Wuppertal, Germany

autor

Dransfeld H.

• University of Wuppertal, Research Group “Product Safety and Quality Engineering”, Germany

autor

Schlüter N.

• University of Wuppertal, Research Group “Product Safety and Quality Engineering”, Germany

autor

Winzer P.

• University of Wuppertal, Research Group “Product Safety and Quality Engineering”, Germany

Bibliografia

• [1] Pfeifer T., Qualitätsmanagement in der Produktentwicklung, [in:] Pfeifer T., Schmitt R. (Hrsg.): Masing Handbuch Qualitätsmanagement, 6, überarbeitete Auflage, Hanser Verlag, München, 2014.
• [2] Mamrot M., Entwicklung eines Ansatzes zur modellbasierten Felddatenrückführung in die Produktentwicklung, [in:] Winzer P. (Hrsg.): Berichte zum Generic-Management, Band: 2014, 1, Shaker, Aachen, 2014.
• [3] Stark J., Global Product – Strategy, Product Lifecycle Management and the Billtion Customer Question, Springer, ISBN 978-84628-914-9, 2007.
• [4] Pucken T., Niehues P., Systematische Risikoprävention im Einkauf braucht QM. Einkauf und QM gegen Beschaffungsrisiken, [in:] QZ Qualität und Zuverlässigkeit (01), 2014.
• [5] Meyer C.-M., Integration des Komplexitätsmanagements in den strategischen Führungsprozess der Logistik, Haupt Verlag, Bern, 2007.
• [6] VDI-Norm 2206, 2004: Entwicklungsmethodik für mechatronische Systeme.
• [7] Heinz Nixdorf Institut: Systems Engineering in der industriellen Praxis. Studie in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Paderborn sowie der UNITY AG in Bühren, 2013.
• [8] Winzer P., Generic Systems Engineering – Ein methodischer Ansatz zur omplexitätsbewätigung, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013.
• [9] Haberfellner R., Fricke E., de Weck O., Vössner S., Systems Engineering – Grundlagen und Anwendungen Orell Füssli Verlag Zürich, 2012, ISBN 978-3- 280-04068-3.
• [10] DIN EN ISO 9000, Qualitätsmanagementsysteme – Grundlagen und Begriffe, 2005.
• [11] Internationale Norm ISO 26262, Road vehicles – Functional Safety, 2011.
• [12] Pahl G., Beitz W., Feldhusen J., Grote K.H., Engineering design. A systematic approach, 3. Aufl. London: Springer, 2007.
• [13] Vesely W., Fault Tree Handbook with Aerospace Applications, Prepared for NASA Office of Safety and Mission Assurance, NASA, 2002.
• [14] Kaiser B., Liggesmeyer P., Mäckel O., A New Component Concept for Fault Trees, [in:] Lindsay P., Cant T. (Hrsg.): Proceedings Conferences in Research and Practice in Information Technology, 2004.
• [15] Meyna A., Pauli B., Taschenbuch der Zuverlässigkeitstechnik. Quantitative Bewertungsverfahren, 2. Aufl., Praxisreihe Qualitätswissen, Hanser, München, Wien, 2010.
• [16] Gausemeier J. (Hrsg.), Frühzeitige Zuverlässigkeitsanalyse mechatronischer Systeme, Hanser, M¨unchen, Wien, 2010.
• [17] Willing M., Winzer P., Fehler vermeiden heißt Fehler verstehen – Anforderungen an eine neue Methodik, [in:] Bracke S., Mamrot M., Winzer P. (Hrsg.): Qualitätsmethoden im Diskurs zwischen Wissenschaft und Praxis, Bericht zur GQWJahrestagung 2015 in Wuppertal, Band: 2015, 17, Reihe: Berichte zum Qualitätsmanagement, ISBN 978-3-8440-3351-9, Januar 2015.
• [18] Verband der Automobilindustrie (VDA): Sicherung der Qualität in der Prozesslandschaft. Allgemeines, Risikoanalysen, Methoden, Vorgehensmodelle, Oberursel (Qualitätsmanagement in der Automobilindustrie, 4), 2013.
• [19] Neghab A., An Integrated Approach for RiskAssessment Analysis in a Manufacturing Process Using FMEA and DES, Published 2011 in IEEE.
• [20] Liggesmeyer P., Trapp M., Safety. Herausforderungen und Lösungsansätze, [in:] Bauernhansl T., ten Hompel M., Vogel-Heuser B. (Hrsg.): Industrie 4.0 in der Produktion, Automatisierung und Logistik. Springer Vieweg Verlag, Wiesbaden, 2014.
• [21] Stephan M., Fehlersensitive Produktgestaltung in integrierten Systemarchitekturen, IPK (Berichte aus dem Produktionstechnischen Zentrum Berlin), Berlin, 1996.
• [22] Boorgest K., Elektronik in der Fahrzeugtechnik, Vieweg, Wiesbaden, 2008.
• [23] Norm DIN EN 61025, August 2007: Fehlzustandsbaumanalyse (IEC 61025:2006); Deutsche Fassung EN 61025:2007.
• [24] Gäde M., Schönemann M., Türck E., Richter T., Herrmann C., Spengler T., Vietor T., Synergien in der ko-operativen Produktentstehung, [in:] Zeitschrift für wirtschaft-lichen Fabrikbetrieb, (12), 2013.
• [25] Riekhof F., Winzer P., Wörner L., Kulig S., Funktionsorientierte Auslegung eines Linearantriebs, [in:] 11. Fachtagung zu dem Entwurf komplexer Automatisierungssysteme (EKA), Magdeburg, 2012.
• [26] Modarres M., Functional Modelling of Complex Systems Using a GTST-MPLD Framework, [in:] Modarres M., Poucet A. (Hrsg.): Proceeding of the first international workshop on Functional modeling of complex technical systems, Ispra, Italy, May 12–14, 1993, University of Maryland, Maryland, 1996.
• [27] Adler R., Domis D., Höfig K., Kemmann S., Kuhn T., Schwinn J.P., Trapp M., Integration of Component Fault Trees into the UML, [in:] Models in Software Engineering, Springer, Berlin Heidelberg, 2011.
• [28] Xiang J., Yanoo K., Maeno Y., Tadano K., Automatic Synthesis of Static Fault Trees from System Models, [in:] Fifth International Conference on Secure Software Integration and Reliability Improvement (SSIRI), IEEE, Jeju Island, Korea, 2011.
• [29] Bertsche B., Göhner P., Jensen U., Schinköthe W., Wunderlich H.-J.,Zuverlässigkeit mechatronischer Systeme – Grundlagen und Bewertung in frühen Entwicklungsphasen, Springer, Berlin Heidelberg, 2009.
• [30] ISO/IEC 31010, Risk management – Risk assessment techniques, 2009.
• [31] Reuter A., Zuverlässigkeit zählt, [in:] Neue Energie, (12), Berlin, 2013.
• [32] Winzer P., Schlund S., DeCoDe-Modell zur anforderungsgerechten Produktentwicklung, [in:] Bandow G., Holzmüller H.H (Hrsg.): Das ist gar kein Modell! Unterschiedliche Modelle und Modellierungen in Betriebswirtschaftslehre und Ingenieurwissenschaften, Gabler Verlag, Wiesbaden, 2010.
• [33] Sitte J., Winzer P., Demand Compliant Design, [in:] IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part A: Systems and Humans, 41, 3, 2011.
• [34] Riekhof F., Willing M., Darlegung von Gestaltungsleitsätzen zur Systemmodellierung am Beispiel von K-VEC, [in:] Winzer P. (Hrsg.): Von der Produktentwicklung bis zur Business Excellence, Berichte zum Generic-Management, Band 4/2013, Shaker, Aachen, 2013.
• [35] Lindemann U., Methodische Entwicklung technischer Produkte. Methoden flexibel und situationsgerecht anwenden, 3. Aufl., Springer (VDI-Buch), Berlin, Heidelberg, 2009.
• [36] http://www.teseon.de/, last clicked: 21.04.2016.
• [37] Lindemann U., Maurer M., Braun T., Structural Complexity Management, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009. [38] Vincoli J., Basic Guide to System Safety, Published 2014 by John Wiley & Sons, Inc., 2014.