Maßgeschneiderte FMEA für sichere Leistung bei allen Windstärken
Die Offshore-Windenergie stellt Hersteller von Windkraftanlagen vor hochkomplexe Herausforderungen. Einen entscheidenden Beitrag zu Lösung kann eine detaillierte und passgenaue Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA) liefern. Denn das frühzeitige Identifizieren möglicher Risiken verbessert den Entwicklungsprozess entscheidend. Wie das im Detail aussieht, zeigt das Beispiel der Entwicklung einer zum Zeitpunkt des Projektes größten Windkraftanlagen der Welt, bei dem DIETZ Consultants von Beginn an eng eingebunden war. Die Erarbeitung einer FMEA für diesen Wachstumsmarkt war etwas komplett Neues und eines der spannendsten Projekte der letzten Jahre.
FMEA für eine der leistungsstärksten Windkraftanlagen
Rückblende: Das Projekt verfolgte das Ziel, innovative und verlässliche Offshore-Lösungen mit verminderten Stromentstehungskosten zu entwickeln. Bei der hierfür erforderlichen Entwicklung einer der leistungsstärksten Windkraftanlagen konnte auf die langjährige Erfahrung vieler Mitarbeiter im Bereich Windkraft zurückgegriffen werden. Um die hochkomplexen Herausforderungen des Mammutprojekts vor allem mit Blick auf die möglichen Risiken minimieren zu können, vertraute das Unternehmen auf die Erfahrung von DIETZ Consultants aus zahlreichen komplexen Projekten im Maschinenbau und der Windenergie.
Insgesamt waren mehr als 100 Ingenieure aus verschiedenen Ländern Europas involviert. Dies bedeutet über die technischen Herausforderungen hinaus, ein funktionierendes interdisziplinäres Team aus Mechanik, Elektronik, Service, Software, Rotorblatt-Design und Prozess zu bilden sowie Kommunikationswege und eine einheitliche technische Sprache zu finden.
Vielfältige Herausforderungen an die FMEA
An die FMEA wurden vor allem zwei zentrale Anforderungen gestellt: Zum einen musste die funktionelle Ausrichtung der Produkt-FMEA definiert werden. Dabei ging es vor allem um elektrische, mechanische Systeme und Kontrollsysteme der Windturbine. Die Struktur der FMEA sollte die funktionellen Zusammenhänge reflektieren und die Bearbeitung der FMEA in kleinen Gruppen ermöglichen. Das ermöglichte unter anderem einen hierarchischen Aufbau in Abhängigkeit zu den grundlegenden Funktionen, als Basis für das Funktions- und Fehlernetz bestehend aus Fehlerfolgen, Fehlern und Fehlerursachen. Zudem generierte DIETZ Consultants eine modulare Struktur für die weitere Verwendung und erstellte eine Klassifizierung in Abhängigkeit zu den Verantwortlichkeiten.
Zum anderen ging es bei der Entwicklung der FMAE um die Verlässlichkeit der Turbine. Um dies zu erreichen, erstellten die Projektpartner gemeinsam Bewertungskataloge für Schweregrad, Auftreten und Entdeckung möglicher Störungen. Die so erstellen Bewertungskataloge sollten die Ingenieure dazu bringen, über ihr gesamtes Design nachzudenken. Maßgebliche Fragen waren dabei für DIETZ Consultants vor allem: Können wir Designlösungen, Technologien, oder Material von vorigen Turbinen-Modellen übernehmen? Können wir Fehler und Fehlerursachen früher identifizieren? Und wie können wir eine größere Robustheit erzielen?
An die Arbeit – detaillierte Ausarbeitung der FMEA
Nach interner Ausarbeitung wurde zu Beginn ein Standard für die vorbereitenden Arbeiten festgelegt. Vor den FMEA-Sitzungen, in denen die operative Arbeit stattfand, bildeten sich mehrere Teams für die verschiedenen Funktionsgruppen. Jedes Team arbeitete die Struktur und die Hauptfunktionen und hauptsächlich auftretenden Fehler der jeweiligen Bauteile heraus. Als ein Ergebnis dieser detaillierten Vorbereitung hatten alle Mitwirkenden eine detaillierte Kenntnis der FMEA-Methodik und ein besseres Verständnis ihrer Baugruppe. Darüber hinaus wurden verschiedene Verantwortlichkeiten für die detaillierte Ausarbeitung der FMEA festgelegt. Der Projektleiter war dabei für die Struktur der FMEA zuständig, die Chefingenieure für die technischen Inhalte – sprich: den In- und Output der FMEA. Eine zentrale Rolle spielten die FMEA-Moderatoren von DIETZ Consultants, die den gesamten Prozess lenkten und als Ansprechpartner für alle Seiten fungierten.
Die konkrete Arbeit fand schließlich in den Sitzungen der Teams statt. Durch die Komplexität des Produktes und den geplanten Zeitrahmen war die zeitgleiche Arbeit von mehr als einer Gruppe notwendig. Dies konnte durch die ausgewählt Projektsoftware problemlos gewährleistet werden. Die FMEA-Moderatoren von DIETZ Consultants gaben die erforderliche finale methodische Anleitung, prüften die Vollständigkeit, nahmen kleinere Korrekturen vor und brachten die Entwicklung der maßgeschneiderten FMEA so zusammen mit dem Kunden zum erfolgreichen Abschluss.