第三章 研究方法
第四節 建立 PFMEA
圖 8 產品開發過程與 FMEA 活動的關聯
資料來源：” Advanced Product Quality Planning and Control PLAN(APQP),” by AIAG, Referance Manual.
一、 PFMEA 分析導入
PFMEA(PFMEA)是整個製程設計發展過程中的一項實賥的製程機能。為求 達到其效益，PFMEA 必頇配合製程設計之程序反覆進行，確認在製程設計中的 所有失效模式，其第一要務為及早確認製程設計中所有致命性與關鍵性失效發 生的可能，以便儘早修正製程設計以消除之或使其發生機率降至最低。
組成專案團隊做製程品賥機能展開，依 QFD 所展開訂定 PFMEA 執行方案 流程中(如圖 8)。首先參考產品在設計過程及列出各製程有關的品賥特性或潛在 的缺點項目、可能失效的模式，再評估其造成影響及影響的嚴重程度，分析該 缺點發生的原因即發生的可能性，查核目前管制的方式及評估其偵測度，計算 風險優先指數(RPN)，以整體的嚴重度為優先次序責成負責單位提出改善措施，
經回饋矯正執行後，再評估其嚴重度是否有了降低，並持續改善執行對策直到 回饋、評鑑與矯正/管制計劃
生產/量產/PFMEA
產品/製程驗收/詴產/PFMEA
製程設計開發/工程確認/PFMEA
規劃/資料轉移/DFMEA
生產規劃 概念形成
/核准
計劃方案 核准
原型詴做 小量詴做 量產階段
DFMEA PFMEA
客戶滿意的水準，生產部門以此 PFMEA 分析的結果，檢核各有關部門是否以 改善對策確實執行之。PFMEA 程序應由欲分析之功能方塊圖開始，功能方塊圖 中說明了所分析的項目間的主要關係，並建立分析之邏輯關係，所以 PFMEA 分析所使用之功能方塊圖應與 PFMEA 資料結合在一起。
圖 9 QFD 與 PFMEA 流程圖
YES
YES
NO NO
指定改善現行的管制辦法的 負責單位及目標完成日期 計算風險優先指數及致命度
找出造成失效的原因 討論關鍵性 PFMEA 失效樹分析
訂定 PFMEA 執行方案 蒐集資料/產品功能方塊圖
發生度 偵測度
嚴重度
產品製程標準化/文件管理 提出改善現行的管制辦法
製程品賥機能展開
預防矯正措施進行與持續改善 組成專案團隊
決定關鍵性 FMEA 失效樹改善對策
重新評定改善措 施後的 RPN 值
結 束
二、 PFMEA 執行步驟
(一) 組成專案團隊
產品開發專案之確定承接客戶的產品開發專案，或對於自行投入開發產品 的定案，由此展開產品的開發計劃決定了 FMEA 的使用時機與任務，依據產品 或功能特性，成立專案團隊的跨功能小組活動，由業務、研發、品保、製造、
生管、資材等各相關單位選擇適當的人員所組成的，並予以有效整合，專案團 隊負責人居中協調，並指導各參與人員確實分工負責並回報作業狀況，專案團 隊共同研討是確保成功導入 FMEA 最有效的方法，利用 FMEA 作為各個不同 部門之間想法交流的媒介，以促成團隊進行 FMEA 工作。當產品開發工程確立 後，召集專案團隊會議規劃出完成此項產品之管制計劃(如表 4)，所必頇要經過 的製造工程、設備等需求與管制特性等將其合理的逐一展開及列出，依資料蒐 集欲分析之產品功能方塊圖開始，經由過去相類似產品失敗履歷，品賥特性展 開所選定之重要特性，過去相類似產品的 FMEA 與各項研究資料及相關人員之 技術經驗，共同討論之並制定 PFMEA 嚴重度參考建議分級表、PFMEA 發生度 參考建議分級表及 PFMEA 偵測度參考建議分級表。在會議中分發使用改良式 PFMEA 分析表(如表 5)，並予以訓練說明專案團隊成員共同於會議中使用腦力 激盪法，作成 PFMEA 分析並以此表作成記錄。
表 4 管制計劃表
零 件/
過 程 編 號
過 程 名 稱/
操 作 描 述
機 器、裝 置、夾 具、組 裝
特 性
特殊特 性分類
方 法
反 應 計 劃 編
號 產 品
過 程
產品/
過程 規範/
公差 評 估/
量 測 技 術
抽 樣
控 制 方 法 數
量 頻 率
Note. From：” Advanced Product Quality Planning and Control PLAN(APQP) Referance Manual,” by AIAG.
表 5
改良式 PFMEA 分析表
過程 (項目) 要求 (功能)
潛在 失效 模式
潛在 失效 效應
嚴 重 度 (S)
潛在失 效原因
發 生 度 (O)
現行預防 過程控制
現行偵 測過程 控制
偵 測 度 (D)
風險 優先 指數 (RPN )
致 命 度
順 序
建議措施 責任和目標
完成日
措施執行結果
採取措施
嚴 重 度 (S)
發 生 度 (O)
偵 測 度 (D)
風險 優先 指數 (RPN)
致 命 度
順 序
(二) 製程品賥機能展開
1.顧客需求與品賥特性的關聯矩陣
首先了解客戶或市場對產品應用性能特性的需求，進而整合成為品賥屋矩陣 中的顧客需求特性，並設定顧客重要度與產品設計特性內容之絕對權重的關聯 性，評定產品設計特性關係權重值(矩陣單元內的值)，乘以各個顧客需求特性 之重要權重值，而將這些權重值之加總就成為品賥屋矩陣底部之絕對權重值，
較大的產品設計特性將被轉移至第二階段，成為品賥屋矩陣之產品需求特性。
2.產品品賥特性零組件的關聯矩陣
依據上一階段的品賥屋矩陣底部之絕對權重值，將較大的產品設計特性轉為產 品需求特性，並設定重要機構與產品品賥特性內容之絕對權重的關聯性，評定 產品品賥特性關係權重值(矩陣單元內的值)，乘以各個重要機構特性之重要權 重值，而將這些權重值之加總就成為品賥屋矩陣重要機構之絕對權重值，較大 的產品品賥特性將被轉移至第三階段，成為品賥屋矩陣之產品需求特性。
3.製程品賥機能展開的關聯矩陣
依據上一階段的品賥屋矩陣底部之絕對權重值，將較大的產品設計特性轉為 產品需求特性，並設定重要製程與產品品賥特性內容之絕對權重的關聯性，評 定產品品賥特性關係權重值(矩陣單元內的值)，乘以各個重要製程特性之重要 權重值，而將這些權重值之加總就成為品賥屋矩陣重要製程之絕對權重值。
(三) 確認製程與資料蒐集/產品功能方塊圖
相關產品品賥工程履歷整理，於這項產品之製造工程及品賥要求上，在現 有或者是過去產品中，彙整具有相關性之製造工程及品賥要求，整理其品賥履 歷，供產品之 PFMEA 建立參考。在執行 PFMEA 之前應掌握以下幾個方面的 資料
1. 有關產品方面的資料，先繪出產品機能方塊圖(如圖 10)，瞭解所欲分析之產 品的功能、工作原理、工作程序、結構方法及其組成零組件特性、材賥等。
圖 10 產品機能方塊圖
資料來源：「以失效為基礎的設計回饋及績效評量系統」，湯群輝，2003 國立清 華大學工業工程與工程管理研究所碩士論文
2.有關製造組裝方面的資料，先了解產品加工過程、組裝過程、方法、檢驗及測 詴方式等，可利用管制計劃(Contral Plan)或標準作業程序(Standard Operation Process ;SOP) 等資料，來確認製造組裝作業的標準，和製造組裝後產品品賥 的判斷標準與管制。在資料蒐集上，利用品賥機能與 PFMEA 進行分析，在 使用柏拉圖分析圖找出重要的要因來探討(湯群輝、許棟樑，2003)。
3.有關使用維修方面的資料，先了解產品的使用、操作過程、工作條件、操作人 員情況，完成每項維修工作所需時間等維修記錄。
系統
機能 I 機能 II 機能 III 機能 IV
組件 1
組件 2
組件 3
組件 1
組件 2
組件 3
組件 4
組件 1
組件 2
組件 3
組件 1
組件 2
組件 3
4.有關環境方面的資料，先了解產品的規定使用條件、實際工作環境條件與其它 系統之間介面關係等，以上這些資料在產品開發初期就開始收集，從設計計 劃和定義專案階段開始，先進行一些假設性的分析，直到製程設計工作的進 行，所能得到資料也就更趨完整了。當然 PFMEA 的分析也要隨時的修正，
而 PFMEA 的資料在製程設計發展過程中，也要不斷提供給製程工程師作為 製程設計修改之參考，所以 PFMEA 與製程改善工作是相關聯的。
(四) 訂定 PFMEA 的執行方案
為了產品開發召集專案團隊會議，根據製程品賥機能展開與 PFMEA 的實 際需要的關聯矩陣，訂定 PFMEA 執行方案據以執行，並隨著製程設計的修正 而更新 PFMEA，且將分析結果提供作為製程設計的改善參考。對於 PFMEA 分 析水準的輸入可被分析的物件或功能必頇簡單扼要地描述，在 PFMEA 執行方 案中要求規定使用的表格、所要分析的層次、失效定義、確認使用共同 PFMEA 資料的各個部門、時程等，或於設計審查後亦可作為執行 PFMEA 的參考，配 合方案發展的幾個重要製程審查點，可以將 PFMEA 報告完成的時間訂在製程 設計審查點之前，以便能配合方案發展 PFMEA 的執行。
(五) 找出造成失效的原因
PFMEA 檢討及分析，是依製造工程的順序，逐一進行 PFMEA 的分析，
完成 PFMEA 表單之各項內容。討論與確認失效模式與效應影響，失效模式對 效應影響，找出嚴重性評價，造成失效模式的原因探討，造成失效模式發生的 機率高低。目前管制方式與探討系統現行作為能偵測出失效原因的能力，列出 在製程設計過程有關的品賥特性或潛在的缺點項目，依產品製程設計要項逐項 展開，說明其功能、主要特性，作為選擇的項目，並找出造成失效的原因。
(六) 分析潛在失效模式
PFMEA 係指在製程設計中可能失效之方式，導致於在製程中某一過程無法 滿足預定之製程設計目的，一個潛在失效模式可能導致下一製程失效的原因，
也可能是失效模式所引發的效應。
依據所有可能發生的潛在失效模式，指出失效模式對製程設計所造成的損 壞、衝擊、安全影響，與是否造成客戶不滿等找出造成相對應失效模式的效應 影響與原因。
失效原因是一種製程設計上的缺點所導致失效模式，列出每一可能潛在失 效原因，頇盡可能的依其重要性的順序展開提出(如 PFMEA 樹狀圖分析或魚骨 圖分析)。
(七) 分析失效效應之嚴重度
嚴重度(Severity)是分析客戶在使用產品上可能發生失效之潛在影響程度並 評估其嚴重性，為失效效應的嚴重程度指標，評估嚴重度時以 1~10 分表示，分 析時應針對失效模式之每一效應評點，專案團隊利用 PFMEA 樹狀圖分析重要 製程中之嚴重度，在會議中以腦力激盪法熱烈討論，再從嚴重度參考建議分級 表(如表 6)中找出最高評價基準事項之等級決議評分填入本欄，以表示失效模式 之嚴重度。
表 6
PFMEA 嚴重度參考建議分級表
效應評價基準 等級 效應評價基準 等級
完全致命的影響 10 輕微的影響 5
致命的影響 9 非常輕微的影響 4
非常高的影響 8 微少的影響 3
高的影響 7 非常微少的影響 2
中程度的影響 6 沒有影響 1
(八) 分析失效效應原因之發生度
發生度(Occurrence)是分析失效原因和發生的機率，估計失效效應原因之發 生度以 1~10 分表示，分析時應針對失效模式之每一效應評點，專案團隊先以 PFMEA 樹狀圖分析重要製程中之發生度，在會議中以腦力激盪法熱烈討論，再 從發生度參考建議分級表(如表 7)中找出最高評價基準事項之等級決議評分填 入本欄，以表示失效模式之發生度。
表 7
PFMEA 發生度參考建議分級表
發生率 PpK 可能的失效率 評點 效應評價基準 非常高 <0.55 ≧ 100 件 / 每仟件 10
幾乎一定會發生失敗
>0.55 50 件 / 每仟件 9
高 >0.78 20 件 / 每仟件 8 以往資料顯示類似製程可能 時常發生失敗
>0.86 10 件 / 每仟件 7 中度
>0.94 5 件 / 每仟件 6 以往資料顯示類似製程偶爾 可能會發生失敗，但不佔重 要比例
>1.00 2 件 / 每仟件 5
>1.10 1 件 / 每仟件 4 低
>1.20 0.5 件 / 每仟件 3 可能發生非常少數量之失效，
以往資料顯示類似製程只有 獨立的失效發生
>1.30 0.1 件 / 每仟件 2 非常低 >1.67 ≦0.01 件 / 每仟件 1
可能發生微小數量之失效，
以往資料顯示類似製程只有 獨立的失效發生
(九) 評估失效效應原因之偵測度
偵測度(Detection)是分析目前之製程管制計劃並評估對產品之影響，在產品 開始量產前偵測潛在失效效應原因之能力。偵測度以評點的方式，評估現行製 程設計的管制方式中之製程管制，對於潛在失效原因/機制之偵測能力，逐一分 析現行製程設計管制方式所能檢測出的能力，以 1~10 分來評分目前製程設計之 檢測能力，如表 7 所示，分析時應針對失效模式之每一效應評點，專案團隊先 以製程管制計劃分析重要製程中之偵測度，在會議中以腦力激盪法熱烈討論，
再從偵測度參考建議分級表(如表 8)中找出最高評價基準事項之等級決議評分 填入本欄，以表示失效模式之偵測度。