Erstmusterprüfung: Von den Anforderungen bis zur Freigabe

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Die ersten Serienteile sind fertig, der Liefertermin rückt näher. Dann stellt die Qualitätssicherung fest: Ein Merkmal hätte vor der Montage gemessen werden müssen, die benötigte Prüfressource ist mit anderen Arbeiten belegt und ein vorgeschriebener Prozessnachweis liegt noch nicht vor. Das Teil ist fertig – die Erstmusterprüfung aber noch nicht abgeschlossen.

Die Erstmusterprüfung (FAI) ist eine geplante, dokumentierte Überprüfung, ob Teile oder Baugruppen aus einem ersten Produktionslauf die geltenden technischen Anforderungen und Konstruktionsvorgaben erfüllen. Dabei wird das Fertigungsergebnis mit diesen Anforderungen abgeglichen. So wird nachgewiesen, dass die Anforderungen verstanden und im Fertigungsprozess berücksichtigt wurden.

Die praktische Herausforderung besteht darin, diese Nachweise rechtzeitig zu erbringen. Fertigung, fertigungsbegleitende Prüfungen, Messungen, Dokumentation und gegebenenfalls Korrekturarbeiten müssen im Plan berücksichtigt werden. SkyPlanner APS hilft Ihnen, die im System abgebildeten Fertigungs- und Prüfarbeiten zusammen mit anderen Aufträgen einzuplanen. So erkennen Sie die Auswirkungen auf den Liefertermin, bevor Sie die nächste Zusage machen.

FAI, FAIR und Anfahrprüfung: Was ist der Unterschied?

FAI bezeichnet den Prüfprozess. Der Erstmusterprüfbericht (FAIR) dokumentiert dessen Ergebnisse und die zugehörigen Nachweise. Ein ausgefüllter Bericht ersetzt nicht die Prüfung. Ebenso wenig ersetzt eine bestandene Messprüfung die Zusammenstellung aller erforderlichen Nachweise.

Bei einer routinemäßigen Anfahrprüfung werden in der Regel ausgewählte Merkmale nach dem Einrichten oder zu Beginn eines Loses geprüft. Sie hilft festzustellen, ob die Fertigung mit dieser Einrichtung fortgesetzt werden kann. Eine formale FAI hat dagegen einen festgelegten Umfang hinsichtlich der Konstruktionsanforderungen, der Rückverfolgbarkeit und der Dokumentation. Eine Anfahrprüfung kann dazu beitragen. Allein die Bezeichnung einer Prüfung als „Anfahrprüfung“ belegt jedoch nicht, dass die FAI-Anforderungen des Kunden erfüllt sind.

Ein Erstmuster ist auch nicht zwangsläufig das allererste gefertigte Teil. Das geprüfte Teil oder die geprüften Teile sollten den vorgesehenen Fertigungsprozess repräsentieren. Ein manuell nachbearbeiteter Prototyp, der mit einer anderen Arbeitsfolge gefertigt wurde, belegt für sich genommen nicht, welches Ergebnis der vorgesehene Fertigungsablauf liefern wird. Stimmen Sie die erforderliche Stückzahl und die Auswahl der Teile anhand der geltenden Prüfvorgaben ab, statt davon auszugehen, dass bei einer FAI immer genau ein Teil geprüft wird.

Ist FAI dasselbe wie AS9102 oder PPAP?

Nein. AS9102 legt einen standardisierten FAI-Prozess und die zugehörigen Dokumentationsanforderungen für die Luft- und Raumfahrt fest. FAI ist die Tätigkeit; AS9102 ist eine bestimmte Norm, die ihre Durchführung regeln kann. Ob sie für Ihren Auftrag gilt, hängt von den Anforderungen ab, die Sie akzeptiert haben. Dazu zählen die Bestellung und die vom Kunden weitergegebenen Anforderungen.

PPAP, der Production Part Approval Process, ist ein anderes Verfahren zur Freigabe von Produkten und Produktionsprozessen. Ein Maßprüfbericht kann Teil der Freigabeunterlagen sein. Eine FAI oder ein FAIR stellt jedoch nicht automatisch die vollständigen, für PPAP einzureichenden Unterlagen dar.

Klären Sie zuerst, welches Verfahren, welches Dokumentenformat und welche Abnahmebedingungen der Kunde vorgibt. Wählen Sie nicht einfach eine vertraute Vorlage in der Annahme, dass sie den Auftrag abdeckt. Für Aufträge nach AS9102 sind die geltende Normrevision und etwaige Ergänzungen des Kunden maßgeblich – nicht eine alte Tabelle, nur weil „FAI“ im Titel steht.

Wann sollten Sie eine Erstmusterprüfung planen?

Planen Sie die FAI vor dem ersten Produktionslauf, damit die erforderlichen Prüfungen an den richtigen Arbeitsgängen stattfinden können. Bei neuen Teilen liegt das auf der Hand. Doch auch Änderungen an einem bestehenden Produkt oder am Fertigungsprozess können frühere Nachweise ungültig machen. Dann muss geprüft werden, ob die FAI zu wiederholen ist.

Eine solche Überprüfung kann nach Änderungen an der Konstruktion, am Fertigungsbetrieb, an Werkzeugen, Werkstoffen, Verfahren oder am Fertigungsstandort nötig sein. Je nach geltenden Anforderungen kann auch eine Produktionsunterbrechung relevant sein. Entscheidend ist nicht allein, ob sich etwas geändert hat, sondern ob die bisherigen Nachweise das jetzt gefertigte Produkt und den jetzt eingesetzten Prozess noch repräsentieren.

Eine vollständige FAI deckt den gesamten geltenden Prüfumfang ab. Eine Teil-FAI, auch Delta-FAI genannt, beschränkt sich auf den betroffenen Umfang und verweist auf den bereits nachgewiesenen Ausgangsstand. Das ist keine Erlaubnis, nur die bequem messbaren Merkmale zu prüfen. Dokumentieren Sie, warum der gewählte Umfang ausreicht, und holen Sie die in Ihrem Verfahren vorgeschriebenen Genehmigungen ein.

Es gibt keine einheitliche FAI-Pflicht, die für alle Hersteller gleichermaßen gilt. Vertragliche, kundenspezifische und branchenspezifische Anforderungen bestimmen, wann eine FAI nötig ist und welche Unterlagen einzureichen sind. Vereinbaren Sie ebenso, ob eine Abnahme vor der weiteren Produktion, vor dem Versand oder an einem anderen festgelegten Freigabepunkt erforderlich ist. Das sind unterschiedliche Entscheidungen mit unterschiedlichen Folgen für die Terminplanung.

So führen Sie die FAI durch, ohne die Nachweise bis zum Schluss aufzuschieben

Ein praxistauglicher FAI-Plan ordnet jeder Anforderung einen Nachweis und jeder Tätigkeit einen Verantwortlichen zu. Der gesamte Ablauf ist auf die Freigabeentscheidung ausgerichtet. Das ist wertvoller als ein Bericht mit leeren Feldern und einem Liefertermin in der Kopfzeile.

Teile- und Anforderungsstand eindeutig festlegen

Bestätigen Sie die Teile- oder Baugruppennummer, den Revisionsstand der Zeichnung oder des Modells, die Spezifikationen, die Anforderungen aus der Bestellung und den vorgesehenen Fertigungsablauf. Prüfen Sie, ob Fertigung und Prüfung mit denselben freigegebenen Unterlagen arbeiten.

Legen Sie fest, wer die Prüfung durchführt, wer die Unterlagen prüft und wer die Freigabe erteilen darf. Ist eine Prüfung durch den Kunden erforderlich, klären Sie frühzeitig den Einreichungsweg und die voraussichtliche Bearbeitungszeit. Der Abschluss der internen Prüfung und die Abnahme durch den Kunden sind nicht als derselbe Meilenstein zu behandeln.

Merkmalen die Nachweise und Prüfzeitpunkte zuordnen

Berücksichtigen Sie alle geltenden Konstruktionsmerkmale, nicht nur die am einfachsten messbaren Maße. Je nach Produkt können die Nachweise Maßprüfergebnisse, Werkstoffzeugnisse, Aufzeichnungen zu Sonderprozessen, Funktionsprüfungen, Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und die Prüfung der Kennzeichnung umfassen.

Eine gestempelte Zeichnung versieht Merkmale mit eindeutigen Kennungen, damit sich jede Anforderung dem dokumentierten Ergebnis zuordnen lässt. Sie unterstützt die Rückverfolgbarkeit, ist aber nicht die Prüfung selbst. Auch Anforderungen aus einem digitalen Modell, aus Spezifikationen oder aus Zeichnungshinweisen müssen berücksichtigt werden – selbst wenn sie auf einem Ausdruck nicht als offensichtliche Maße erscheinen.

Wählen Sie ein geeignetes Prüfverfahren und legen Sie fest, an welcher Stelle im Fertigungsablauf die Prüfung stattfinden kann. Ein Merkmal, das nach der Montage nicht mehr zugänglich ist, muss vorher nachgewiesen werden. Bei einer Prozessanforderung kann ein Nachweis aus dem ausführenden Arbeitsgang oder vom ausführenden Lieferanten erforderlich sein. Wird erst beim Erstellen des Abschlussberichts erkannt, dass eine solche Prüfung oder ein solcher Nachweis erforderlich ist, entstehen vermeidbare Verzögerungen oder Arbeiten müssen wiederholt werden.

Repräsentative Teile fertigen und Ergebnisse dokumentieren

Nutzen Sie den vorgesehenen Fertigungsablauf sowie die geforderten Werkstoffe, Anlagen, Werkzeuge und Bezugsquellen. Stellen Sie die erforderliche Rückverfolgbarkeit sicher, damit sich die geprüften Teile den Fertigungsaufzeichnungen und den zugehörigen Nachweisen zuordnen lassen.

Dokumentieren Sie die Ergebnisse während der Durchführung und ordnen Sie sie den jeweiligen Anforderungen zu. Ein pauschales „OK“ ersetzt keine tatsächlichen Messwerte, wenn diese gefordert sind. Fehlende Zertifikate, ungeprüfte Zeichnungshinweise und ungeklärte Abweichungen bleiben offene Aufgaben – auch wenn das fertige Teil korrekt aussieht.

Bei einem FAIR nach dem Aufbau der AS9102 gliedert die bekannte Struktur mit drei Formblättern die Dokumentation in Teileidentifikation, Nachweise zu Werkstoffen, Prozessen und Prüfungen sowie Merkmalsnachweise mit Prüfergebnissen. Zu den Unterlagen gehören außerdem die von der geltenden Norm und vom Kunden geforderten ergänzenden Nachweise. Andere Kunden können ein anderes Format für die Einreichung vorgeben.

Abweichungen klären, bevor Sie die Prüfung als abgeschlossen melden

Erfüllt ein Ergebnis eine Anforderung nicht, kennzeichnen Sie die Abweichung und halten Sie das freigegebene Verfahren zur Entscheidung über das weitere Vorgehen ein. Daraus können eine genehmigte Nacharbeit, eine Ersatzfertigung, eine Korrekturmaßnahme oder eine Entscheidung des Kunden folgen. Machen Sie aus einem Ergebnis außerhalb der Toleranz kein bestandenes Prüfergebnis, indem Sie den Bericht ändern oder annehmen, ein dringender Liefertermin rechtfertige eine Ausnahme.

Planen Sie die daraus entstehenden Arbeiten ausdrücklich ein. Eine Nacharbeit kann erneutes Rüsten, eine bereits ausgelastete Maschine und eine Wiederholungsprüfung erfordern. Führen Sie nach der genehmigten Maßnahme die erforderlichen Prüfungen durch und aktualisieren Sie die Nachweise. Ob die Erstmusterprüfung (FAI) vollständig oder teilweise wiederholt werden muss, hängt davon ab, was betroffen ist und welche Anforderungen gelten.

Vollständige Unterlagen prüfen und die vorgesehenen Arbeiten freigeben

Prüfen Sie, ob alle Anforderungen erfasst, Ergebnisse und Bescheinigungen rückverfolgbar, die erforderlichen Entscheidungen zu Abweichungen getroffen und alle notwendigen Überprüfungen abgeschlossen sind. Treffen Sie anschließend die Freigabeentscheidung gemäß dem mit der Qualitätssicherung und dem Kunden vereinbarten Verfahren.

Eine erfolgreiche Erstmusterprüfung liefert Nachweise für das Fertigungsergebnis und den Prozess, die durch diese Prüfung repräsentiert werden. Sie ersetzt weder die laufende Prozessüberwachung noch weist sie allein die statistische Prozessfähigkeit nach. Auch garantiert sie nicht, dass jedes später gefertigte Teil die Anforderungen erfüllt.

Prüfkapazitäten in die Lieferterminplanung einbeziehen

Stellen Sie sich ein neues, spanend gefertigtes Gehäuse vor. Ein innenliegendes Merkmal muss geprüft werden, bevor es bei der Montage unzugänglich wird. Nach der Endbearbeitung sind weitere Prüfungen am fertigen Gehäuse erforderlich. Dieselbe Prüfressource im Werk wird auch für reguläre Kundenaufträge benötigt.

Ein Plan, der Zerspanung, Endbearbeitung und Montage enthält, die Prüfungen aber auf einer separaten FAI-Liste belässt, ist unvollständig. Die frühe Prüfung kann die Weiterbearbeitung des Teils aufhalten, während die abschließende Prüfung möglicherweise hinter Arbeiten mit einem früher zugesagten Liefertermin warten muss. Den Zerspanungsarbeitsgang vorzuziehen, löst keines dieser Probleme automatisch.

Besser ist es, die vereinbarten Fertigungs- und Prüfabläufe gemeinsam zu planen. Berücksichtigen Sie dabei die jeweilige Dauer, geeignete Ressourcen und Abhängigkeiten. Planen Sie externe Bearbeitungsschritte und das vereinbarte Zeitfenster für die Überprüfung ein, soweit diese die Lieferzusage beeinflussen. Führt eine Abweichung zu genehmigten Zusatzarbeiten, nehmen Sie diese in den Plan auf und bewerten Sie die Termine neu, statt die zusätzlichen Arbeiten bei unveränderter Terminzusage unterzubringen.

Hier wird die Erstmusterprüfung neben der Qualitätsaufgabe auch zu einem Thema für die Produktionsplanung. Der Bericht gibt vor, welche Nachweise benötigt werden. Der gemeinsame Produktionsplan zeigt, wann die dafür erforderlichen Arbeiten tatsächlich erledigt werden können.

Arbeiten für die Erstmusterprüfung mit SkyPlanner APS einplanen

SkyPlanner APS erstellt aus definierten Fertigungsarbeitsgängen einen Plan, der die Kapazitäten Ihres Werks berücksichtigt. Die Planungsengine Arcturus plant die Prozessschritte auf geeigneten Arbeitsstationen ein und berücksichtigt dabei die konfigurierten Schichten, Kapazitäten, Abhängigkeiten, Prioritäten und Planungsregeln. Das Gantt-Diagramm zeigt die daraus entstehende Reihenfolge und die Fertigstellungstermine.

Definieren Sie für die Erstmusterprüfung alle kapazitätswirksamen Fertigungs- und Prüfabläufe einschließlich ihrer Rüst- und Bearbeitungszeiten. Ordnen Sie die Prüfungen geeigneten konfigurierten Arbeitsstationen zu, statt sie als Tätigkeit mit unbegrenzter Kapazität nach der Fertigung zu behandeln. Richten Sie die Reihenfolge am genehmigten Prüfplan aus. Dazu gehören auch Prüfungen, die vor einem nachfolgenden Arbeitsgang stattfinden müssen.

Arcturus plant diese Arbeiten dann gemeinsam mit den anderen Aufträgen ein, die dieselben Ressourcen nutzen. Sie sehen, ob die geplante Prüfung rechtzeitig abgeschlossen wird, wo sie mit bestehenden Zusagen um Kapazität konkurriert und wie sich eine geänderte Priorität auf den Gesamtplan auswirkt. Das verringert den manuellen Aufwand, eine separate FAI-Maßnahmenliste mit den Warteschlangen an Maschinen und Prüfstationen abzugleichen.

Die Entscheidung über Prioritäten und Arbeiten, die nicht verschoben werden sollen, bleibt bei Ihrem Team. Führt ein Prüfbefund zu einer genehmigten Nacharbeit, kann der Planer die definierten Arbeitsgänge ergänzen und den Plan neu berechnen lassen. Die Entscheidung über die Annahme bleibt bei der Qualitätssicherung: Ein im Plan abgeschlossener Arbeitsgang ist für sich genommen kein Nachweis dafür, dass ein Merkmal die Prüfung bestanden oder ein Kunde den Erstmusterprüfbericht (FAIR) genehmigt hat.

Anweisungen direkt bei den eingeplanten Arbeiten hinterlegen

Fertigungshinweise und Anhänge lassen sich zu Aufträgen, Auftragspositionen und Prozessschritten hinzufügen. So stehen die vereinbarten Prüfanweisungen und relevanten Dateien direkt bei den Arbeiten bereit, die das Personal ausführen soll. Der Planer muss dann nicht jeder Abteilung eine separate Liste erläutern.

Die Aufgaben bleiben klar getrennt: Für Messnachweise und die Genehmigung des FAIR nutzen Sie die vorgeschriebenen Qualitätsaufzeichnungen und das vorgesehene Einreichungsverfahren. Mit SkyPlanner geben Sie den dafür notwendigen Arbeiten einen realistischen Platz im Produktionsplan. Über seine offene REST API lässt sich SkyPlanner mit jedem ERP- oder MES-System integrieren. Eine bessere Feinplanung erfordert daher keinen Austausch des Systems, in dem Ihre Produktionsdaten bereits liegen.

Mit Ihrem eigenen KI-Assistenten arbeiten

Sie können auch Ihren eigenen, über MCP angebundenen KI-Assistenten für die Arbeit mit SkyPlanner nutzen. Beispiele für solche kundeneigenen KI-Assistenten sind Claude, ChatGPT und Microsoft Copilot. MCP stellt die Verbindung zwischen dem Assistenten und SkyPlanner her. Mit der entsprechenden Anbindung und den erforderlichen Berechtigungen kann der Assistent Produktwissen und SkyPlanner-Funktionen nutzen, um Sie beim Lesen von Produktionsdaten und beim Vornehmen autorisierter Änderungen zu unterstützen.

Für diese Aufgabe bietet es sich an, den Assistenten zunächst um einen Überblick über die Warteschlange der Prüfstation und die Fertigungsschritte des Erstmusterauftrags zu bitten. Sie beschreiben, was Sie benötigen, statt sich das Gesamtbild aus mehreren Ansichten zusammenzustellen. Welche Prüfungen erforderlich sind, legt weiterhin der Qualitätsingenieur fest. Der Planer entscheidet, welche Planungsänderungen er genehmigt.

Auswirkungen auf Liefertermine vor der Zusage erkennen

Der Lohnfertiger Eskomatic arbeitete mit weitgehend manuell geführten Auftragswarteschlangen und hatte Schwierigkeiten, einen klaren Überblick über die anstehende Produktion zu gewinnen. Mit SkyPlanner sorgten die visuelle Auftragswarteschlange und die automatische Kapazitätsbelegung für mehr Klarheit in der täglichen Planung und halfen dem Team, realistischere Liefertermine festzulegen. Tommi Männistö, Leiter der Produktionsplanung, hebt die Lieferterminermittlung als besonders nützlichen Teil des Systems hervor.

Der Erfahrungsbericht von Eskomatic zu SkyPlanner zeigt, welchen Nutzen eine klarere Lieferterminermittlung in einem stark ausgelasteten Zerspanungsbetrieb hat. Bei Arbeiten für die Erstmusterprüfung stellt sich dieselbe Planungsfrage: Zu wissen, dass ein Teil gefertigt werden kann, reicht nicht aus, wenn die verbleibenden Arbeitsgänge nicht vor dem Liefertermin eingeplant werden können.

Bringen Sie zur SkyPlanner-Demo für Ihren nächsten Erstmusterauftrag den tatsächlichen Arbeitsplan, die Prüfanforderungen, die verfügbaren Prüfkapazitäten und die konkurrierenden Aufträge mit. Die entscheidende Frage ist konkret: Wann können diese erforderlichen Arbeiten abgeschlossen werden, und wie wirkt sich das auf unsere anderen Zusagen aus? Beziehen Sie auch das Zeitfenster für die Überprüfung durch den Kunden in das Gespräch ein, wenn es für die Freigabe maßgeblich ist.

Buchen Sie eine SkyPlanner-Demo und sehen Sie, wie sich der vereinbarte Arbeitsplan in einen gemeinsamen Produktionsplan einfügt. Wenn Sie sich zunächst selbst mit dem Planungsansatz vertraut machen möchten, testen Sie SkyPlanner mit Demodaten oder nutzen Sie die KI-gestützte Einstiegshilfe in SkyPlanner Assistant. So lernen Sie den Planungsablauf kennen; eine fertig eingerichtete FAI-Implementierung ist das nicht.