決定關鍵失效因素與解決問題算則之建構
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(2) 誌謝 本篇論文得以順利完成，承蒙指導教授. 盧昆宏博士的悉心指導，回首兩年. 來，感謝老師您對學生的教導與鼓勵，使學生在學業、論文撰寫及處世態度上獲 益良多，在此致予最誠摯的敬意與謝意。 感謝黃允成教授和蘇明鴻教授，百忙之中撥空審核論文，不吝給予指導與寶 貴的建議，使得本論文在撰寫上得以更加完善。 光陰荏苒，我的研究所生活即將告一段落。在論文撰寫期間，感謝惠鳳，給 予精神上的勉勵，因為有妳的相伴與扶持，讓我的研究所生活更加美麗。此外， 感謝亞太工商管理學系碩士班的同學們：沅彬、梓詠、明進、聖新、光明、晨誼、 誼娉、惠姍、宜欣、于逸、詩蓉和惠雯，這段時光不論修習課業或出遊同樂，因 為有你們的陪伴，讓生活增添不少樂趣，相信在研究所期間屬於我們的點點滴 滴，在未來，是個很棒的回憶。 最後，謹將本文獻給我最摯愛的爸爸、媽媽，因為有你們的支持與包容，讓 我能無後顧之憂地專注於學業，順利取得碩士學位，願將這份榮耀與喜悅與你們 共享。. 魏振育 謹誌於 高雄 楠梓 中華民國九十九年六月. i.
(3) 決定關鍵失效因素與解決問題算則之建構 指導教授：盧昆宏 博士 國立高雄大學亞太工商管理學系 研 究 生：魏振育 國立高雄大學亞太工商管理學系. 摘要 FMEA 為產業界廣泛應用之產品/製程異常要因解析的方法，傳統上，大多 數仍採取主觀經驗判斷法進行失效風險之評估，但是這種方法受限於主觀意識與 判斷能力，容易產生偏差之情況。 有鑑於此，本研究整合 FMEA、DEMATEL 及 TRIZ 理論等方法，建構「失 效模式與決策分析之算則」 ，該研究算則建構流程包含三個階段：(1)功能需求之 瞭解與失效分析、(2)關鍵失效模式分析及(3)改善與驗證，藉以歸納出產品/製程 中的主、次要失效問題，尋找關鍵失效模式，進而提出適當的改善措施。因此， 利用本研究所建構之算則於產品或製程的持續改進與創新，將有著具體的執行步 驟。 最後，本研究將以 LCM 製程之背光板框架組裝為例，說明本研究所建構之 演算法則的應用，以驗證本演算法則的可行性與有效性。. 關鍵字：失效模式與效應分析、決策實驗室分析法、發明問題解決理論. ii.
(4) The Construction of the Critical Failure Factor Determination and Problem Solving Algorithm Advisor: Dr. Kuen-Horng Lu Department of Asia-Pacific Industrial and Business Management National University of Kaohsiung Student: Chen-Yu Wei Department of Asia-Pacific Industrial and Business Management National University of Kaohsiung. Abstract Failure Modes and Effects Analysis(FMEA) has been widely used in industry to analyze the causes of abnormal products or processes. The subjective judgments are traditionally applied in the evaluation of failure risk. Biases occur, however, because of subjective consciousness as well as judging ability. Accordingly, this study integrates FMEA, Decision Making Trial and Evaluation Laboratory(DEMATEL) and Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch(TRIZ) the three theories to construct the “Algorithm of Failure Modes and Decision Analysis”, whose construction process includes three phases: (1) the understanding of functional requirements and failure analysis, (2) critical failure modes analysis, and (3) improvement and verification. It is hoped to figure out the major and minor failure problems and the critical failure modes in the product / process to induce appropriate improvements. As a result, with the algorithm presented in this study, there will be specific steps for continuous improvement and renovation in the product / process. Finally, the feasibility and effectiveness of the algorithm is verified in the case example － the Backlight Assembly of LCM manufacturing process.. Keywords: FMEA, DEMATEL, TRIZ. iii.
(5) 目錄 頁碼 誌謝.................................................................................................................................i 摘要................................................................................................................................ii Abstract ........................................................................................................................ iii 目錄...............................................................................................................................iv 圖目錄...........................................................................................................................vi 表目錄..........................................................................................................................vii 第壹章 緒論..................................................................................................................1 1.1 研究背景與動機.............................................................................................1 1.2 研究目的.........................................................................................................3 1.3 研究範圍與限制.............................................................................................3 1.4 研究流程.........................................................................................................4 第貳章 文獻探討..........................................................................................................5 2.1 失效模式與效應分析(FMEA).......................................................................5 2.2 決策實驗室分析法(DEMATEL) ...................................................................9 2.3 發明問題解決理論(TRIZ) ...........................................................................14 2.4 FMEA、DEMATEL及TRIZ理論整合應用之相關實證研究.....................19 第參章 研究方法........................................................................................................22 3.1 研究算則之建構...........................................................................................22 3.2 研究算則建構之流程...................................................................................24 第肆章 實例驗證........................................................................................................34 4.1 背光板框架組裝之分析與改善....................................................................34 第伍章 結論與建議....................................................................................................50 5.1 結論...............................................................................................................50 iv.
(6) 5.2 建議...............................................................................................................51 參考文獻......................................................................................................................52 附錄A：TRIZ 39 項工程參數之定義........................................................................57 附錄B：TRIZ 40 項發明原則之定義 ........................................................................60 附錄C：矛盾矩陣.......................................................................................................64. v.
(7) 圖目錄 頁碼 圖 1-1 研究流程 ...........................................................................................................4 圖 2-1 DEMATEL範例－直接關係圖........................................................................ 11 圖 2-2 DEMATEL範例－因果圖................................................................................13 圖 3-1 研究算則之建構流程圖 .................................................................................23 圖 4-1 TFT-LCD製造流程圖 ......................................................................................35 圖 4-2 背光板框架組裝系統方塊圖 .........................................................................35 圖 4-3 因果圖 .............................................................................................................46. vi.
(8) 表目錄 頁碼 表 2-1 DEMATEL範例－直接/間接矩陣之行列運算表 ..........................................12 表 2-2 矛盾矩陣簡表 .................................................................................................15 表 2-3 39 項工程參數 .................................................................................................16 表 2-4 40 項發明原則 .................................................................................................17 表 2-5 FMEA、DEMATEL及TRIZ理論整合應用之相關實證研究........................19 表 3-1 FMEA簡表 .......................................................................................................24 表 3-2 FMEA嚴重度判斷準則 ...................................................................................25 表 3-3 FMEA檢測度判斷準則 ...................................................................................26 表 3-4 FMEA發生度判斷準則 ...................................................................................27 表 3-5 關聯程度量表 .................................................................................................28 表 3-6 功能需求與工程參數關聯性矩陣範例 .........................................................28 表 3-7 潛在失效模式與工程參數關聯性矩陣範例 .................................................29 表 3-8 功能需求重要性程度之加權值運算範例 .....................................................30 表 3-9 工程參數權重值評估範例 .............................................................................30 表 3-10 潛在失效模式與加權後工程參數關聯性矩陣範例 ...................................31 表 4-1 失效模式與效應分析 .....................................................................................37 表 4-2 功能需求與工程參數關聯性矩陣表 .............................................................38 表 4-3 潛在失效模式與工程參數關聯性矩陣表 .....................................................39 表 4-4 工程參數權重值評估表 .................................................................................40 表 4-5 潛在失效模式與加權後工程參數關聯性矩陣表 .........................................41 表 4-6 直接關係矩陣表 .............................................................................................42 表 4-7 標準化直接關係矩陣表 .................................................................................43 表 4-8 直接/間接矩陣表 ............................................................................................44 vii.
(9) 表 4-9 直接/間接矩陣之行列運算表 ........................................................................45 表 4-10 傳統RPN與DEMATEL排序比較表.............................................................45 表 4-11 以TRIZ理論改善潛在失效模式之建議表 ..................................................48 表 4-12 以TRIZ 40 項發明原則改善潛在失效模式之分析表 ................................49. viii.
(10) 第壹章 緒論 1.1 研究背景與動機 企業持續於製程、產品或服務的改進與創新，實為企業永續經營的不二法 門。因此，企業如何於產品/服務創新與製程/工程設計等方面，分析各種有價值 的問題並創造出各種深具創新發明的概念；如何能讓工程人員在面對複雜糾結製 程問題時，提升對特殊問題、糾結問題的瞭解以及藉由層級結構來提供識別可行 方案的能力；如何於系統、設計、製程或服務在尚未送達顧客前，預先發現其在 設計/製造過程中，有可能發生的潛在問題及錯誤，進而採取適當的措施與預防 方法等，皆是企業永續創新與研發不可忽視的重要課題。 近年來，市場要求新品品質層次提升的呼聲越加高漲，為了預防上市的產品 發生客訴情形，越來越多企業導入失效模式與效應分析(Failure Modes and Effects Analysis, FMEA)，以 FMEA 作為預先發現在設計/製造過程中，有可能發生的潛 在問題及錯誤，進而採取適當之措施與預防的專門技術，以達到事前品管，俾提 升顧客滿意度之目的(今野勤等，2009；高玉惠，2007)。隨著知識的累積，各項 產品不斷的創新與進步，讓現代的工業製程日新月異，產品與製程的生命週期逐 漸縮短，導致工程人員在面對問題時，往往忽略(或來不及反應)問題背後所隱含 的問題，只是利用自己的知識、想法及過去的經驗來處理表面問題，而非真正的 去處理問題背後的複雜問題，讓問題依舊存在。而持續改進製程與產品的工具眾 多，除了上述的 FMEA 之外，舉凡：QFD、Taguchi、TRIZ 理論、DEMATEL 等， 這些工具己廣泛地被應用於產品/服務的創新與設計，或新製程的開發與設計。 其 中 ， 決 策 實 驗 室 分 析 法 (Decision Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL) 目前被廣泛運用於各種領域的研究，該方法之應用能讓工程人員在 面對複雜糾結製程問題時，可以提升對特殊問題之瞭解、識別可行方案及解決複 雜問題等方面的能力；發明問題解決理論(Teoria Reshenia Isobretatelnych Zadatch, 1.
(11) TRIZ) 對於如何解決問題之模式具有系統化和結構化的傳承力，它能提供工程人 員去分析各種有價值的問題，應用於產品創新與工程設計方面，並創造出各種深 具創新發明的概念。 在當今高速發展的資訊社會中，人們所獲得的資訊大多數來自於視覺，且在 數位家電與網絡社會的融合下，作為圖像資料顯示裝置的顯示器，則成為一項不 可或缺的重要介面。其中，液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)是目前光電 顯示器中產值最高、最普及使用的平面顯示器(Flat Panel Display, FPD)，其具有 低電量消耗、質量輕巧、厚度薄等優勢，逐漸取代傳統的映像管顯示器(CRT)， 廣泛應用於電腦、手機、數位相機 (中、小型) 及薄型 TV(大型)等產品上，以前 所未有的規模在市場上持續成長(西久保靖彥，2007)。 因此，本研究擬將透過 FMEA、DEMATEL 和 TRIZ 理論建構一套製程改善 之分析模式，對背光板框架組裝進行改善。在演算流程中，藉由 FMEA 和 TRIZ 理論發展出關聯性矩陣，透過 DEMATEL 量化分析各潛在失效模式，以協助工 程人員釐清與掌握製程上之主要問題與次要問題，並運用創新問題解決技巧提出 改善對策，以彌補 FMEA 在系統惡化分析上的不足。 基於上述之研究背景與動機，期望本研究建構之算則能有效地改善生產技術 和良率，達到品質改善及降低生產成本之目的，以提昇國內相關產業的市場競爭 力。. 2.
(12) 1.2 研究目的 本研究之主要目的如下： 1.. 整合 FMEA 和 TRIZ 理論，在 DEMATEL 的架構下，建構一套具釐清與掌 握主、次要問題的分析模式－「失效模式與決策分析之算則」。. 2.. 考慮到 FMEA 所提供之改善建議無法考量到是否會造成系統惡化之情況。 因此，本研究擬藉由 TRIZ 理論之矛盾矩陣表(Contradiction Matrix)所提供的 解決問題原則，使產品能在改善問題的同時，亦不致於使其他系統項目的功 能惡化，讓問題能獲得真正的解決。. 3.. 以 LCM 製程之背光板框架組裝為例進行實證分析，以驗證本研究所建構之 算則的可行性及有效性。. 1.3 研究範圍與限制 1.. 本研究僅依工程上的需求來判斷功能需求之重要性程度，作為計算 TRIZ 39 項工程參數權重值的依據。. 2.. FMEA 之功能需求及潛在失效模式，與 TRIZ 39 項工程參數所建立之關聯性 矩陣，其關聯性程度會隨著不同的企業需求或研發設計人員而有所差異。. 3.. 改善結果僅透過 RPN 之評估來判斷改善活動的成效。. 4.. 本研究之個案僅針對 LCM 製程之背光板框架組裝進行探討。. 3.
(13) 1.4 研究流程 本研究之流程如圖 1-1 所示，各步驟之內容簡述如下： 1.. 確定研究主題：基於研究背景與動機，決定本研究之目的，並界定研究限制 與範圍。. 2.. 文獻探討：回顧與本研究相關之文獻，包括： FMEA、DEMATEL 和 TRIZ 理論等文獻。. 3.. 算則之建構：整合 FMEA、DEMATEL 和 TRIZ 理論，建構一套具釐清與掌 握主、次要問題的分析模式－「失效模式與決策分析之算則」。. 4.. 實證分析與結果：以 LCM 製程之背光板框架組裝為例，以驗證本研究所建 構之算則的可行性及有效性。. 5.. 結論與建議：提出本研究之結論與未來研究方向之建議。. 確定研究主題. 文獻探討. 算則之建構. 實證分析與結果. 結論與建議 圖 1-1 研究流程. 4.
(14) 第貳章 文獻探討 本章將針對欲研究的範圍進行相關文獻之探討及彙整，其內容包括：失效模 式與效應分析(FMEA)、決策實驗室分析法(DEMATEL)及發明問題解決理論 (TRIZ)等。. 2.1 失效模式與效應分析(FMEA) 失效模式與效應分析(Failure Modes and Effects Analysis, FMEA)是一項以失 效為討論重點的支援性與輔助性的可靠度技術，使產品在設計與製程規劃時，及 早發現缺陷及影響程度並提出解決之道 (陳道宏，2004) 。全面實施 FMEA 可使 產品的設計/工序更加完善，消除導致意外發生的潛在憂患，提高顧客的滿意程 度，是一種產品/服務的預防性品質保證工具(香港生產力促進局，2005)。. 2.1.1 FMEA 之發展 FMEA 之發展萌芽於 1950 年初期，隨著飛機引擎變更為噴射引擎而開發的 設計分析方法。由於當時油壓裝置或電氣裝置之可靠度不高，為了防範飛行時因 裝置失效而造成事故之發生，美國格魯曼(Grumman)公司開發了 FMEA 的分析手 法，並廣泛使用於噴射機之可靠度設計，成果相當顯著。隨後被美國太空總署 (NASA)廣泛應用於太空開發計畫。1970 年代美國軍方開始應用 FMEA 技術，並 於 1974 年出版 MIL-STD-1629 軍用標準作業程序，再於 1980 年修訂改版為 MIL-STD-1629A(柯煇耀，2001)。 1970 年代美國汽車工業受到國際間強大的競爭壓力，而導入國防與太空工 業之可靠度工程技術，以提高產品品質與可靠度，FMEA 即為當時所導入的系統 分析方法之一；1977 年福特汽車公司(Ford Motor Company)在其教育手冊中公佈 FMEA 作業標準並推廣使用，並依應用對象分為「設計 FMEA」及「製程 FMEA」 (Ford Motro Company, 1988)。 5.
(15) 1992 年美國汽車工業策進會(Auto Industry Action Group, AIAG)在美國品質 學會(American Society for Quality, ASQ)的協助下，提出 QS9000 品質管理系統； 1993 年將 FMEA 納入產品開發管理體系的一環，發展「潛在失效模式與效應分 析(Potential FMEA)參考手冊」 ，以持續改善為目標，藉以提高安全性並滿足顧客 要求，強調事先的預防、降低品質差異與保有產品的再現性及穩定性，同時減少 製程中所造成的浪費、不良品及廢棄物等(吳貴彬等，2003；陳道宏，2004)。. 2.1.2 FMEA 之應用 Stamatis(1995)指出，在實際的生產過程中所產生之失效，為設計和規劃階段 的潛在產物，而 FMEA 可以透過標準表格來進行分析，有系統地確認問題、評 估失效之風險及改善活動之有效性，在設計/製程階段預先排除系統中的潛在失 效問題及錯誤。因此，有效地執行 FMEA，除了可用以研判可能的失效模式，探 討失效發生之原因，並採取預防性措施或尋求改進對策外，更可以減輕事後變更 或補救的潛在風險，以提高產品的可靠度(柯煇耀，2001)。故 FMEA 之目的可歸 納為以下幾點： 1.. 發掘、評估產品在設計/製程上的潛在失效模式及其影響。. 2.. 確認可以消除或減少潛在失效發生的改善措施。. 3.. 將全部的過程文件化，以此文件驗證實際的事先預防活動。 目前廣泛被採用之 FMEA 依其應用對象的不同，而分為設計 FMEA(Design. FMEA)及製程 FMEA(Manufacturing FMEA) (彭鴻霖，2000)： 1.. 設計 FMEA(DFMEA) 設計 FMEA 是屬於在概念定義到設計定型整個研究發展過程中的一項分析 技術，其目的在於發現系統設計中的疑點與盲點，及早確認系統設計中所有 的失效模式，以及致命性(Catastrophic)與關鍵性(Critical)失效發生的原因與 可能性，以便提出設計變更或修改，使產品設計最佳化。 6.
(16) 2.. 製程 FMEA(MFMEA) 製程 FMEA 主要是在規劃設計製造程序時，利用 FMEA 對製程進行分析，. 找出每一失效模式的發生原因與發生機率，尋求各種可能的方法以避免或降低失 效模式發生之機率，或提高製程不良之檢出能力，以便在正式進入生產前就能改 善其製造/組裝程序，提昇製造品質。 無論是製造業或服務業，FMEA 之實行可以使決策者/設計者從潛在失效風 險的觀點去察看整個作業流程，並依服務、產品或製程的需求來規劃改善活動， 其作業程序及說明如下： 1.. 定義要分析的系統：將製程/設計之目的予以明確的定義。. 2.. 確認潛在失效模式：針對設計/製程之特性，提出無法達到預定功能要求而 可能發生的失效模式。. 3.. 列舉失效模式之潛在效應：探討並確認每一個失效模式所可能引發之效應。. 4.. 評估嚴重度(Severity)、發生度(Occurrence)及檢測度(Detection)：評估失效效 應發生時之嚴重性，失效原因之發生頻率，以及現行的控管能力對失效的檢 測難易程度。. 5.. 計算風險優先數(Risk Priority Number, RPN)：為嚴重度(S)、發生度(O)及檢 測度(D)三者相乘積，即 RPN = S × O × D ，用以排列出影響相關設計/製程之 風險順序。McDermott et al.(1996)指出，當一個失效模式的嚴重度或 RPN 值 愈高時，則代表該失效模式愈應該被列為優先改善與預防的對象。. 6.. 改善活動之擬定與實施：根據風險優先數決定應該優先處理的失效模式與原 因，再依設計/製程上之考量與需求，擬定適當的改善活動，以消除或控制 具高風險的失效模式。. 7.. 改善結果之評估：經改善活動之實施後，以改善前的 RPN 值作為改善績效 之評估標準，對改善前與改善後之 RPN 值進行比較，以確定實施改善活動 所產生的結果達可接受之程度。. 7.
(17) 2.1.3 FMEA 相關實證研究 本節將介紹 FMEA 的相關實證研究，整理歸納部份較具代表性之文獻分別 論述如下： Rhee & Ishii(2003)，針對 FMEA 之缺陷運用以成本為基礎的失效模式，衡量 各項目之風險成本，該方法有益於比較並選擇較佳的設計方案，以降低特定系統 之整體生命週期的成本。 陳文彬(2005)，運用 FMEA 與其推廣的手法 EFMEA 作為研究方法，比較 EFMEA 與 FMEA 於滅火器產品設計階段之評估，並以 EFMEA 改善傳統 FMEA 之缺失，使 FMEA 手法更為嚴謹。 曾俊傑等(2008)，運用品質機能展開(Quality Function Deployment, QFD)排列 出組織中須被改善的作業⁄程序之優先次序，並以FMEA中的風險優先數(RPN)評 核提列的矯正⁄預防措施之有效性，防範問題於事前。 Almannai et al.(2008)，同時使用品質機展開(QFD)技術和 FMEA 技術，應用 於製造系統的設計和實施階段，以確認相關之風險並加以解決。 劉鐵等(2008)，整合 FMEA 與 KT(Kepner-Tregoe)手法，根據既有的 FMEA 資料庫，界定出特定失效模式的失效原因，再利用 KT 手法收歛到最可能的原因， 讓問題最終不僅獲得解決，同時也降低了風險，以協助工程師有效而快速地處理 緊急日常管理問題。 Chiozza & Ponzetti(2009)，於醫學檢驗上運用 FMEA 技術，在血液交叉試驗 (blood cross-matching)、臨床化學分析(clinical chemistry analytes)及重點照護檢驗 (POCT)等方面之風險優先數(RPN)獲得顯著的改善。 Chang & Wen(2010)，於彩色 STN 製程上將 FMEA 結合 2 字元(2-tuple)和順 序加權平均(OWA)運算子，有效改善傳統 RPN 法衡量尺度的問題，保留專家所 提供的有用資訊，讓產品/製程更趨於穩定可靠。. 8.
(18) 2.2 決策實驗室分析法(DEMATEL) 決 策 實 驗 室 分 析 法 (Decision Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL)源於 1972 年至 1976 年間的日內瓦 Battelle 研究中心，為了釐清有關 種族、饑餓、環保、能源等世界性複雜、困難問題所發展出來的方法。該方法是 根據目標事物的具體特徵來確認變數/屬性之間的因果關係，反映出系統本質與 發展趨勢，DEMATEL 可以提升對特殊問題的瞭解、將糾結複雜的問題加以集群 以及藉由層級結構來識別可行方案(Tzeng et al., 2007)。 Seyed-Hosseini et al.(2006)提到，DEMATEL 是一種分析系統構成要素之間關 係的有效程序，可以透過系統構成要素間的關聯程度及影響的嚴重程度，決定方 案選擇或改善活動之優先順序；張學孔等(2009)也指出，DEMATEL 可有效建構 因素間之因果關係、方案評估架構與因素權重等，目前已廣泛應用於環保、社會、 商業、管理與工程等領域。. 2.2.1 DEMATEL 之運算步驟 DEMATEL 進行的步驟如下(紀岱玲，2006；Lin & Wu, 2008)： 步驟一：定義要素並判斷要素之間的關係 列出系統之構成要素並定義，設計影響程度大小之量表，分別以 0、1、 2、3 代表不同的影響程度，即「無影響(0)」 、「低度影響(1)」、「高度影 響(2)」及「極高度影響(3)」，經由專家判斷要素間之關係。 步驟二：建立直接關係矩陣(Direct-Relation Matrix) 在 n 個評估要素中，依其影響程度與關係兩兩比較，得到 n × n 矩陣， 稱為直接關係矩陣，以 Z 表示之。在矩陣中的每一個 Zij，代表要素 Zi 對要素 Zj 之影響程度，並將其對角要素 Zij 設為 0，如公式 2-1 所示。. 9.
(19) C1 C2 L Cn C1 ⎡ 0 Z 12 L Z 1n ⎤ C 2 ⎢⎢ Z 21 0 L Z 2 n ⎥⎥ Z= M ⎢ M M O M ⎥ ⎢ ⎥ C n ⎣ Z n1 Z n 2 L 0 ⎦. (2-1). 步驟三：建立標準化直接關係矩陣 n. 令 S = max (∑ Z ij ) ，將直接關係矩陣 Z 除以 S，可得到標準化直接關係 1≤i ≤ n. j =1. 矩陣 X，即 X =. Z 。 S. 步驟四：建立直接/間接矩陣(Direct/Indirect Matrix) 在獲得標準化直接關係矩陣 X 後，可經由公式 2-2 轉換為直接/間接矩 陣 T，其中，I 為單位矩陣。 T = lim ( X + X 2 + L + X k ) = X ( I − X ) −1 k →∞. (2-2). 步驟五：計算中心度及原因度 藉由公式 2-3、2-4 計算直接/間接矩陣 T 各列與各行之總和，分別以 Di 及 Rj 表示之。Di 表示該要素直接或間接影響其他要素之總和，Rj 表示 該要素被其他要素影響之總和。 Di + R j 稱為中心度(Prominence)，表示 要素間的關聯強度； Di − R j 稱為原因度(Relation)，表示要素影響及被 影響的強度。 n. Di = ∑ tij (i = 1,2,K, n). (2-3). j =1. n. R j = ∑ t ij ( j = 1,2,K , n). (2-4). i =1. 步驟六：繪製因果圖(Causal diagram) 分別以 Di + R j 為橫軸， Di − R j 為縱軸繪製因果圖，透過因果圖可以將 複雜的因果關係簡化為易懂的結構，深入瞭解問題以提供解決方向。 10.
(20) 2.2.2 DEMATEL 之應用範例 於 2.2.1 節介紹 DEMATEL 之運算步驟後，本節擬以紀岱玲(2006)之範例， 簡述運算過程。首先，假設一系統由五個構成要素所組成，進行步驟如下： 步驟一：定義要素並判斷要素之間的關係 定義並判斷系統內各要素間之影響程度及方向如圖 2-1 所示。. 1. A. 3 B. E 3 2. 2 2. D. C 3. 圖 2-1 DEMATEL 範例－直接關係圖. 步驟二：建立直接關係矩陣 根據圖 2-1 建立所對應之直接關係矩陣 Z：. A B Z= C D E. A B C D E ⎡ 0 0 0 0 0 ⎤ ⎢ 3 0 2 3 0 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 0 0 0 3 0 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 0 0 2 0 2 ⎥ ⎢⎣ 1 0 0 0 0 ⎥⎦. 步驟三：建立標準化直接關係矩陣 計算後可以知道 S 之最大值出現在第二列，即 S = 3 + 0 + 2 + 3 + 0 = 8 。 11.
(21) 將直接關係矩陣 Z 除以 S，可得到標準化直接關係矩陣 X。. A B X = C D E. A ⎡ 0 ⎢0.375 ⎢ ⎢ 0 ⎢ ⎢ 0 ⎢⎣0.125. B 0 0 0 0 0. C D E 0 0 ⎤ 0 0.25 0.375 0 ⎥⎥ 0.375 0 ⎥ 0 ⎥ 0 0.25⎥ 0.25 0 0 ⎥⎦ 0. 步驟四：建立直接/間接矩陣 依據公式 2-2 計算 T = X ( I − X ) −1 ，便可得到直接/間接矩陣 T。. T=. A B C D E. A ⎡ 0 ⎢ 0.391 ⎢ ⎢0.013 ⎢ ⎢0.034 ⎢⎣0.125. B 0 0 0 0 0. C D E 0 0 ⎤ 0 0.379 0.517 0.129⎥⎥ 0.103 0.414 0.103⎥ ⎥ 0.276 0.103 0.276⎥ 0 0 ⎥⎦ 0. 步驟五：計算中心度及原因度 將直接/間接矩陣 T 做行與列之計算，如表 2-1 所示。 表 2-1 DEMATEL 範例－直接/間接矩陣之行列運算表 列的和(D). 行的和(R). 中心度(D+R). 原因度(D-R). 要素排序. 值. 要素排序. 值. 要素排序. 值. 要素排序. 值. B. 1.416. D. 1.034. D. 1.723. B. 1.416. D. 0.689. C. 0.758. B. 1.416. C. -0.125. C. 0.633. A. 0.563. C. 1.391. D. -0.345. E. 0.125. E. 0.508. E. 0.633. E. -0.383. A. 0.000. B. 0.000. A. 0.563. A. -0.563. 12.
(22) 步驟六：繪製因果圖 分別以此五個要素之 D+R、D-R 值為座標位置繪製因果圖，如圖 2-2 所 示。由圖中可以看出，要素 B 為系統中主要影響其他要素之問題。. ：雙向影響. ：單向影響. 圖 2-2 DEMATEL 範例－因果圖. 2.2.3 DEMATEL 相關實證研究 本節將介紹 DEMATEL 的相關實證研究，整理歸納部份較具代表性之文獻 分別論述如下：. Hori & Shimizu(1999)，於人機介面監控系統之螢幕的設計及評估上，採用 DEMATEL 對結構進行分析，以彌補設計方法上之限制。 Liou et al.(2008) ，於航空公司的具體組織和管理要素之發展上，運用 DEMATEL 及模糊理論以確認關鍵因子，建立一套有效的安全管理系統。 葉哲宏(2008)，由產品設計者針對零件的關係利用模糊函數評估零件各項關 係值，進而使用 DEMATEL 評估零件關聯性強度，協助產品開發設計者能迅速 得知各模組的關鍵零件，以縮短產品開發時程。 張學孔等(2009)，針對計程車產業運用 DEMATEL 和集群分析法，以釐清並 篩選產業改善因素間之因果關係。 13.
(23) 2.3 發明問題解決理論(TRIZ) TRIZ 為俄文 Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch 之縮寫，英譯為 Theory of Inventive Problem Solving(TIPS)，意即「發明問題解決理論」 。由俄國 科學家 Genrich Altshuller 及其研究團隊於 1946 年根據所研讀之發明專利後，針 對創新發明所創造出的一套嚴謹之理論方法(Stan Kaplan, 2008)。. 2.3.1 TRIZ 理論之簡介與工具 TRIZ 理論為一系統化之創意設計方法，透過有系統、有規則的方法，解決 創新過程中有可能碰到的種種問題，致力於釐清和強調系統中所存在的矛盾。此 外，TRIZ 理論具有提升創新及解決抽象問題的能力，且 TRIZ 理論之應用不局 限於某特定領域，能協助工程人員針對技術問題及產品開發流程找到創新的解決 方案，以取代低效率的盲目搜尋。到目前為止，TRIZ 理論被認為是最為全面且 有系統地論述解決發明問題、實現技術創新的理論。 (Jugulum et al., 1998 ；. Yamashina et al., 2002；Robles et al., 2009；郭宇智，2008)。 今野勤等(2009)，認為 Altshuller 所開發之 TRIZ 理論，可以在創意發想階段 縮短因試行錯誤所造成的時間浪費，透過 TRIZ 理論所進行的構想設計，可以揪 出問題的根本原因，並且擬定出許多因應根本原因的創意策略。. TRIZ 理論解決問題之工具包括：矛盾矩陣(Contradiction matrix)、40 項發明 原則 (The 40 Principles) 、物質－場分析 (Substance-field) 、 76 個標準準則 (76. Standard solutions)、發明問題解決演算法(Algorithm for Inventive Problem Solving, ARIZ)等，本節僅介紹研究中所運用之工具：「矛盾矩陣」、「40 項發明原則」。. 2.3.2 技術矛盾與矛盾矩陣 Altshuller 觀察了所有與創造發明有關的問題後，所歸納而成的第一個重大 14.
(24) 突破發現，即為技術矛盾(Technical Contradiction)。所謂「技術矛盾」係指當嘗 試著去改進一個技術系統參數 A 時，會使得參數 B 惡化，例如欲使產品本身更 為堅固而增加厚度，反而使該產品重量增加，如果改用更好的材料，又會增加 生產成本…等等之類的問題(Stan Kaplan, 2008)。當傳統的工程方法面對這些問 題的時候，多半會用「妥協」去面對系統中所產生的矛盾；但是，在 TRIZ 理 論中，則是透過「矛盾矩陣」來解決問題。 矛盾矩陣為一個 39¯39 階的矩陣，矩陣中 i 代表改善的特徵，以 j 代表避免 惡化的結果，而矩陣中間方格內的數字代表 i 與 j 所對應之 40 項發明原則，如 表 2-2 所示。其中，構成矛盾矩陣之 39 項工程參數為 Altshuller 分析各種工程 問題狀況，所歸納出的系統衝突矛盾特徵，如表 2-3 所示。故當系統進行改善 產生矛盾現象時，可以藉由矛盾矩陣來找到相對應的發明原則，提供解決特定 問題之思考方向。 表 2-2 矛盾矩陣簡表. …. 38. 39. 生產力. …. 自動化程度. 改善的特徵. 2. 靜止物體的重量. (j). 移動物體的重量. 1 避免惡化的結果. (i) 1. 移動物體的重量. +. -. …. 26, 35 18, 19. 35, 3 24, 37. 2. 靜止物體的重量. -. +. …. 2, 26 35. 1, 28 15, 35. O. 38. 自動化程度. 28, 26 18, 35. 28, 26 35, 10. …. +. 5, 12 35, 26. 39. 生產力. 35, 26 24, 37. 28, 27 15, 3. …. 5, 12 35, 26. +. 15.
(25) 表 2-3 39 項工程參數 編號. 工程參數. 編號. 工程參數. 1. 移動物體的重量. 21. 功率. 2. 靜止物體的重量. 22. 能源的浪費. 3. 移動物體的長度. 23. 物質的浪費. 4. 靜止物體的長度. 24. 資訊的損失. 5. 移動物體的面積. 25. 時間的浪費. 6. 靜止物體的面積. 26. 物質數量. 7. 移動物體的體積. 27. 可靠性. 8. 靜止物體的體積. 28. 量測準確度. 9. 速度. 29. 製造準確度. 10. 力量. 30. 作用於物體的有害因素. 11. 張力、壓力. 31. 有害副作用. 12. 形狀. 32. 製造性. 13. 物體穩定性. 33. 使用方便性. 14. 強度. 34. 維護性. 15. 移動物體之作用期間. 35. 適應性. 16. 靜止物體之作用期間. 36. 設備複雜性. 17. 溫度. 37. 控制複雜性. 18. 明亮度. 38. 自動化程度. 19. 移動物體消耗之能源. 39. 生產力. 20. 靜止物體消耗之能源. 2.3.3 40 項發明原則 Altshuller 藉由審查專利，從中找出解決矛盾的方法，並整理出 40 項發明原 16.
(26) 則，作為解決系統技術矛盾問題的建議解決方向，如表 2-4 所示。 表 2-4 40 項發明原則 編號. 發明原則. 編號. 發明原則. 1. 分割. 21. 急速通過. 2. 抽取. 22. 把有害因素變為有利因素. 3. 局部特性. 23. 回饋. 4. 不對稱. 24. 中介物. 5. 合併. 25. 自助. 6. 多功能. 26. 複製. 7. 巢狀結構. 27. 廉價的替代品. 8. 反重力. 28. 替換機械系統. 9. 預先反作用力. 29. 氣壓或液壓結構. 10. 預先動作. 30. 彈性膜或薄膜. 11. 事先緩和. 31. 使用多孔材料. 12. 等位性. 32. 變換顏色. 13. 反向操作. 33. 同質性. 14. 曲率化. 34. 拋棄及再生零件. 15. 動態化. 35. 物理和化學狀態的轉化. 16. 局部或過度動作. 36. 相變. 17. 移到新的次元. 37. 熱膨脹. 18. 機械振動. 38. 運用強氣化劑. 19. 週期性動作. 39. 惰性環境. 20. 有效動作的連續性. 40. 複合材料. 17.
(27) 2.3.4 TRIZ 理論相關實證研究 本節將介紹 TRIZ 理論的相關實證研究，整理歸納部份較具代表性之文獻分 別論述如下：. Kobayashi(2006)，以生命週期規劃 (Life Cycle Planning, LCP)之架構為基 礎，結合 TRIZ 理論的矛盾矩陣表，建構系統化之產品創新考量機制。. Hua et al.(2007)，結合泛函分析(Functional Analysis, FA)和 TRIZ 軟體工具， 協助工程師於產品開發之技術問題上尋找創新的解決方案。 陳以明等(2007)，於產品設計之概念過程，針對顧客需求系統化建置一個「整 合創新流程」。藉由名義群組技術(NGT)收集顧客需求，並有效地整合 QFD 與. TRIZ 於「整合創新流程」中，明確界定出矛盾問題。 陳盈全(2007)，藉由 TRIZ 理論與工具探討半導體產業供應商之品質管理模 式所面臨的問題，提供業界一種新的解決問題模式，並建構品質管理衝突表，以 協助產業面臨品質衝突時，能快速的聚焦與找到解題方向。 曾朝泉(2008)，以半導體晶圓研磨製程證明 TRIZ 理論創新結果之可行性， 並改良 TRIZ 理論無法量化的缺點，結合田口實驗設計的敏感度分析之優點，以 突破技術上的瓶頸，解決品質衝突問題。 張旭華等(2009)，以工程上之TRIZ 理論為基礎，建立一個保險服務的TRIZ 初始雛型與架構。藉由此架構協助企業進行創新服務品質之設計，改善品質機能 間的衝突並有效提升顧客滿意度。. Robles et al.(2009)，結合案例式推理(Case-Based Reasoning, CBR)與TRIZ理 論的主要優點並應用於化學工程上，以縮短發明設計之時間。. Fresner et al.(2010)，透過 TRIZ 理論針對清潔生產(Cleaner Production)標準程 序中－確認可行方案(Identify options)的步驟，為沒有相關工程背景之團隊開發一 套通用的方法。研究結果顯示，藉由 TRIZ 理論之概念，可以有效且有系統地選 擇改善方案。 18.
(28) 2.4 FMEA、DEMATEL 及 TRIZ 理論整合應用之相 關實證研究 本節將介紹 FMEA、DEMATEL 及 TRIZ 理論整合應用的相關實證研究，整 理歸納部份較具代表性之文獻，如表 2-5 所示。 表 2-5 FMEA、DEMATEL 及 TRIZ 理論整合應用之相關實證研究 研究方法. 作者. 方法應用 提出一個生態創新產品設計工具的概 念，藉由 FMEA 和 TRIZ 理論，將有系. Yen & Chen 統地發現不同類型的創新性建議，縮短. FMEA/TRIZ (2004/2005). 擬定決策的時間，彌補缺乏實驗之不 足。 發展一個動力手工具設計與製造過程 之問題及知識管理工具的決策推論系 溫敏智 統，利用 FMEA 進行分析，以 TRIZ 理. FMEA/TRIZ (2006). 論審視 FMEA 的建議措施，推論出最完 善的解決方案。 以 FMEA 對產品可能產生之失效問題 高玉惠. 進行分析，並結合 TRIZ 理論以彌補失. (2007). 效模式與效應分析在系統惡化分析上. FMEA/TRIZ 的不足。 由顧客抱怨項目著手改善產品品質，以 辛啟銘. FMEA 列出改善建議及措施，再藉由. (2008). TRIZ 理論找出相對惡化的項目並提供. FMEA/TRIZ 建議解決方法。 19.
(29) 表 2-5 FMEA、DEMATEL 及 TRIZ 理論整合應用之相關實證研究(續) 研究方法. 作者. 方法應用 整合 Kano 二維品質、FMEA 與 QFD， 使顧客的聲音 (Voice of the Customer;. VOC)能夠有效融入服務設計中，進而找 呂鑌洧. 出關鍵之技術品質，最後以 TRIZ 理論. (2008). 為基礎，建立服務參數與服務創新原. FMEA/TRIZ 則，對處理重大服務問題時所產生的矛 盾現象提出解決方法，作為保險業服務 設計與服務品質之參考。. Seyed-Hosseini,. 透過 DEMATEL 彌補傳統 FMEA 風險優. Safaei &. 先數(RPN) 固有的兩個缺點：沒有考慮. Asgharpour. 構成要素之間的間接關係，以及缺乏對. FMEA/DEMATEL (2006). 子系統或構成要素之考慮。 結 合 順 序 加 權 幾 何 平 均 (OWGA) 和. Chang. DEMATEL 針對 FMEA 之失效風險進行. (2009). 重新排序，並以 TFT-LCD 產品為例進. FMEA/DEMATEL 行實例驗證。 利用模糊集配合順序加權平均(OWA)結 合 DEMATEL 重新排定系統失效風險的. Chang & Cheng. 優先順序。結果顯示可有效解決傳統. (2009). RPN 法衡量尺度的問題、減少風險優先. FMEA/DEMATEL 數(RPN)的重複數，並能得到更正確合 理的風險評估結果。. 20.
(30) 表 2-5 FMEA、DEMATEL 及 TRIZ 理論整合應用之相關實證研究(續) 研究方法. 作者. 方法應用 以風險優先數(RPN) 解決產品開發可能 產生之潛在性的機能問題，並結合. 郭富雄. DEMATEL 以反應品質特性的權重，將. FMEA/DEMATEL (2009). FMEA 異常問題分類，歸納出較能凸顯 異常問題之特徵做為探討的指標。 根據產品品質特性間之關係以及透過. Yamashina, DEMATEL 所獲得的其他衝突，計算每 Ishida & 一個主要衝突的界限，並運用 TRIZ 理. TRIZ/DEMATEL Mizuyama. 論演算程序之創新，以減少產品品質與. (2005) 預先設定目標之間的差異。 在設計研發過程中，當設計條件關聯程 度嚴重時，運用 DEMATEL 分析出關鍵 賴佳欣 設計參數間的因果關係及影響程度；當. TRIZ/DEMATEL (2007). 設計條件發生衝突時，運用 TRIZ 理論 之矛盾矩陣得到創新思考原則。 綜合以上文獻可以得知，結合 FMEA 與 TRIZ 理論能夠預先察覺可能的潛在 失效問題及錯誤，並提供完善的改善對策；結合 TRIZ 和 DEMATEL 利於分析參 數間之因果關係，進而獲得關鍵參數並擬定解決方案；結合 FMEA 與 DEMATEL 可以歸納出較能凸顯異常問題的特徵，此外，運用該方法亦可重新排定系統失效 風險的優先順序，彌補傳統風險優先數(RPN)之缺點。 因此，本研究將整合 FMEA、DEMATEL 及 TRIZ 理論建構具釐清與掌握主、 次要問題的分析模式－「失效模式與決策分析之算則」 。透過 FMEA 進行製程分 析，並藉由 DEMATEL 釐清製程上之主、次要問題，以及改善的優先順序，最 後運用 TRIZ 理論提出解決方案並驗證其改善成效。 21.
(31) 第參章 研究方法 本研究整合 FMEA、DEMATEL 及 TRIZ 理論等方法，旨在建構一套「失效 模式與決策分析之算則」的製程分析演算法則。本章內容將逐一陳述「失效模式 與決策分析之算則」建構流程所包含的三個階段：(1)功能需求之瞭解與失效分 析；(2)關鍵失效模式分析；(3)改善與驗證。. 3.1 研究算則之建構 本研究之算則建構流程如圖 3-1 所示，其主要之目的在於協助尋找製程上的 關鍵失效模式，透過系統化的方法擬定改善對策。算則建構之流程大致上可以分 為三個階段，說明如下： 階段一：功能需求之瞭解與失效分析 針對欲研究之主題收集相關文獻，並到現場瞭解製程實際狀況，透過專 業工程人員所提供的資訊與協助，進行失效模式與效應分析。 階段二：關鍵失效模式分析 根據相關文獻之探討，將失效模式與效應分析的結果與 DEMATEL、. TRIZ 理論加以結合，即運用 TRIZ 39 項工程參數審視功能需求與潛在 失效模式，進行產品潛在失效模式之關聯性分析，藉以掌握製程改善條 件或限制的本質，而後利用 DEMATEL 彌補傳統風險優先數(RPN)存在 重複數的缺點，並針對各潛在失效模式進行分類，歸納出製程上之主、 次要失效問題，進而獲得關鍵失效模式。 階段三：改善與驗證 為彌補 FMEA 於改善建議方面對系統惡化分析之不足，本研究運用. TRIZ 理論中的矛盾矩陣，針對所獲得之關鍵失效模式尋找改善的建議 並擬定解決方案。最後，重新評估 RPN，以驗證改善的成效。. 22.
(32) Step 0. Step 1. 階段一. 相關文獻與工程人員意見. 進行失效模式與效應分析 功能需求. 潛在失效模式. Step 3. Step 2 發展功能需求之關聯性矩陣. 發展潛在失效模式之關聯性矩陣. Step 4 階段二. 評估工程參數權重值. Step 5 發展關聯性矩陣. Step 6-10 進行決策實驗室分析法. 獲得關鍵失效模式. 階段三. Step 11 建立矛盾矩陣. Step 12. 擬定改善對策 並驗證改善之成效. 有效？. 否. 是. Stop 圖 3-1 研究算則之建構流程圖 23.
(33) 3.2 研究算則建構之流程 本研究之算則建構流程大致上可以分為三個階段及十二個步驟，本節將逐一 陳述各階段所包含的步驟，說明內容如下： 階段一：功能需求之瞭解與失效分析 Step 1. 進行失效模式與效應分析 根據相關文獻及現場專業工程人員之意見，進行失效模式與效應分析. (FMEA)，如表 3-1 所示。依據 Xu et al.(2002)所提到的判斷準則，如表 3-2、表 3-3 及表 3-4 所示，評估失效效應發生時之嚴重性，現行的控管能力對失效之檢 測難易程度，以及失效原因之發生頻率，最後，計算風險優先數(RPN)。. 表 3-1 FMEA 簡表 失效模式與效應分析 Failure Modes and Effects Analysis FMEA 編號： 產品/項目(Item)：. 頁碼：. 核心小組(Core Team)：. 填表人： 初稿日期：. 失效模式. 失效效應. 潛在 失效原因. 24. 現行控制. 檢測度. 潛在. 發生度. 潛在. 嚴重度. 功能要求. 修訂日期： 風險 優先數.
(34) 表 3-2 FMEA 嚴重度判斷準則 評點. 效應. 判斷標準 失效在無警告的情況下發生可能會影響安全. 10. 無警告的嚴重危害 或違反政府規定 失效在有警告的情況下發生，可能會影響安全. 9. 有警告的嚴重危害 或違反政府規定. 8. 很高. 7. 高. 產品/系統喪失主要功能，無法使用 產品/系統可以使用，但是性能下降，顧客很 不滿意 產品系統可以使用，但是舒適性或方便性項目. 6. 中等 性能無法運作，顧客不滿意 產品/系統可以使用，但是舒適性或方便性項. 5. 低 目性能下降，顧客感覺有些不滿意 組裝、外觀或噪音等項目不符合要求，大多數. 4. 很低. 的顧客( ≥ 75%)能發現缺陷 組裝、外觀或噪音等項目不符合要求，有一半. 3. 輕微 的顧客(50%)能發現缺陷 組裝、外觀或噪音等項目不符合要求，但很少. 2. 微乎其微. 1. 無. 顧客( ≤ 25%)能發現缺陷 無影響. 25.
(35) 表 3-3 FMEA 檢測度判斷準則 評點. 可偵測度. 判斷標準 設計控制不會/不可能探測潛在失. 10. 沒有已知的檢測方法. 效原因及其隨後之失效模式；或 根本沒有控制 設計控制能探測潛在失效原因及. 9. 現行檢測方法可能性極微小 其隨後失效模式的機會非常少 設計控制能探測潛在失效原因及. 8. 現行檢測方法可能性很微小 其隨後失效模式的機會極少 設計控制能探測潛在失效原因及. 7. 現行檢測方法很小 其隨後失效模式的機會非常低 設計控制能探測潛在失效原因及. 6. 現行檢測方法小 其隨後之失效模式的機會很低 設計控制能探測潛在失效原因及. 5. 現行檢測方法中等 其隨後失效模式的機會中等 設計控制能探測潛在失效原因及. 4. 現行檢測方法中等偏上 其隨後失效模式的機會中等偏上 設計控制能探測潛在失效原因及. 3. 現行檢測方法高 其隨後失效模式的機會高 設計控制能探測潛在失效原因及. 2. 現行檢測方法很高 其隨後失效模式的機會很高 設計控制幾乎肯定能探測潛在失. 1. 現行檢測方法幾乎肯定可以找出 效原因及其隨後失效模式. 26.
(36) 表 3-4 FMEA 發生度判斷準則 評點. 可能性. 失效發生頻率. ≥ 100/1000. 10 很高：持續發生的失效. 9. 50/1000. 8. 20/1000 高：時常發生的失效. 7. 10/1000. 6. 5/1000. 5. 中等：偶爾發生的失效. 2/1000. 4. 1/1000. 3. 0.5/1000 低：相對很少發生的失效. 2 1. 0.1/1000. ≤ 0.01/1000. 極低：不太可能發生的失效. 階段二：關鍵失效模式分析 Step 2. 發展功能需求與 TRIZ 39 項工程參數之關聯性矩陣 利用 Altshuller 所歸納出的系統衝突矛盾特徵，即 39 項工程參數，與 FMEA 中的功能需求發展關聯性矩陣，其主要目的在於瞭解各個功能需求所具有之工程 參數，用以作為解決系統問題的思考方向。一般而言，每個功能需求都具有多個 工程參數，如有害副作用、製造準確度、控制複雜性等。 此外，在關聯矩陣中各參數間的關聯程度，則透過六點尺度量表予以表達， 從「無關聯」至「絕對關聯」分別給予「0」 、 「1」 、 「2」 、 「3」 、 「4」 、 「5」之分數， 如 3-5 所示。 舉例說明，FR3 之功能需求具有工程參數 EP1、EP3 及 EP4，而 FR3 與 EP1 之間具有低度關聯程度，如表 3-6 所示。. 27.
(37) 表 3-5 關聯程度量表 評估尺度. 關聯程度. 0. 無關聯. 1. 輕微關聯. 2. 低度關聯. 3. 有關聯. 4. 高度關聯. 5. 絕對關聯. 表 3-6 功能需求與工程參數關聯性矩陣範例 功能需求. FR1. FR2. FR3. FR4. EP1. 3. 0. 2. 1. EP2. 0. 4. 0. 0. EP3. 1. 0. 1. 3. EP4. 0. 0. 2. 0. 工程參數. Step 3. 發展潛在失效模式與 TRIZ 39 項工程參數之關聯性矩陣 利用工程參數與 FMEA 中的潛在失效模式發展關聯性矩陣，其主要目的與. Step 2 相同，舉例說明，FM1 之潛在失效模式具有工程參數 EP1、EP2 及 EP4， 而 FR1 與 EP1 之間具有高度關聯程度，如表 3-7 所示。. 28.
(38) 表 3-7 潛在失效模式與工程參數關聯性矩陣範例. FM1. FM2. FM3. FM4. EP1. 4. 0. 1. 1. EP2. 2. 0. 3. 0. EP3. 0. 3. 0. 3. EP4. 1. 1. 0. 0. Step 4. 評估工程參數之權重值 由 Step 2 所獲得之「功能需求與工程參數關聯性矩陣」，將依功能需求之重 要性程度分析出 39 項工程參數的權重值，其目的在於尋找關鍵失效模式的同 時，亦將功能需求之重要性考量進去，而評估功能需求的重要性程度則是依據專 業工程人員的意見及工程上的需求，以公式 3-1 進行各功能需求重要性程度之加 權值的評估。. k. 單一功能需求重要性程度之加權值 ( FRij ) =. n. ∑∑ ( RPN i. ij. / 1000). j. n. (3-1). 其中，i 表示第 i 項功能需求 (i = 1, 2,…, k) j 表示第 i 項功能需求中之第 j 項 RPN 值 (j = 1, 2,…, n). 由於風險優先數(RNP)為介於 1 至 1000 的數值，因此求算各個 RPN 值的千 分比，千分比值越大，代表重要性程度越高，然後分別計算各功能需求所包含之. RPN 千分比值的平均值，即為該功能需求重要性程度之加權值，如表 3-8 所示， FR1 之重要性程度加權值為 (0.02 + 0.04 + 0.032 + 0.055) / 4 = 0.037 。最後，將各 參數間所得之關聯值乘以功能需求重要性程度的加權值，加總後取其比重即為工 程參數之權重值，例如 EP1 之加總為 3 × 0.037 + 2 × 0.042 + 1 × 0.082 = 0.277 ，則 其權重值為 0.277/0.886 = 0.313，如表 3-9 所示。 29.
(39) 表 3-8 功能需求重要性程度之加權值運算範例 功能需求. 潛在 失效模式. 潛在 失效效應. 潛在 失效原因. RPN. RPN 千分比值. PFM11. PEF11. PC11-1. 20. 0.020. PC12-1. 40. 0.040. FR1. 加權值. 0.037 PFM12. FR2. PEF12. PFM21. PC12-2. 32. 0.032. PC12-3. 55. 0.055. PC21. 50. 0.050. PEF21. 0.050. 表 3-9 工程參數權重值評估範例 功能需求 k. FRij =. n. ∑∑ ( RPN i. 加總值. 權重值. FR1. FR2. FR3. FR4. 0.037. 0.050. 0.042. 0.082. EP1. 3. 0. 2. 1. 0.277. 31.3. EP2. 0. 4. 0. 0. 0.200. 22.6. EP3. 1. 0. 1. 3. 0.325. 36.7. EP4. 0. 0. 2. 0. 0.084. 9.4. 0.886. 100. ij. / 1000). j. n. 工程參數. 加總值. (%). Step 5. 發展潛在失效模式與加權後工程參數之關聯性矩陣 接續 Step 3 及 Step 4 的結果，進而發展潛在失效模式與加權後工程參數之關 聯性矩陣，即將「潛在失效模式與工程參數關聯性矩陣」與工程參數之權重值相 乘，此舉可以在建立「潛在失效模式與工程參數關聯性矩陣」時，一併考量功能 需求之重要性。舉例說明，表 3-9 中 EP1 在工程參數中的權重值為 0.313，與表. 3-7「潛在失效模式與工程參數關聯性矩陣」相乘，可得 EP1 與 FM1 之關聯值為 1.252，如表 3-10 所示。 30.
(40) 表 3-10 潛在失效模式與加權後工程參數關聯性矩陣範例 潛在失效模式. FM1. FM2. FM3. FM4. EP1. 1.252. 0. 0.313. 0.313. EP2. 0.452. 0. 0.678. 0. EP3. 0. 1.101. 0. 1.101. EP4. 0.094. 0.094. 0. 0. 工程參數. Step 6-10. 進行決策實驗室分析法(DEMATEL) 鑑於 FMEA 缺乏有系統、有規則之評估方法，僅透過嚴重度、發生度及檢 測度的主觀判斷，計算風險優先數 (RPN) 並決定失效問題改善之優先順序；. DEMATEL 是一種透過矩陣及相關數學理論之運算，進而擬定決策/改善優先順 序的方法。因此，本研究結合 TRIZ 理論所歸納出來的工程參數，在 DEMATEL 的架構下，藉由量化分析尋找製程上之關鍵失效模式，並改善 RPN 存在許多重 複數的問題。 接續 Step 5 的結果，將各潛在失效模式加權後的關聯值進行影響幅度之計 算。首先將兩兩失效模式相互比較：. 1.. 當失效模式 A 與工程參數 C 之關聯值大於失效模式 B 時，表示於系統中面 對工程參數 C 的狀況時，A 之失效問題所帶來之影響程度高於 B。. 2.. 當失效模式 A 與工程參數 C 之關聯值小於失效模式 B 時，表示於系統中面 對工程參數 C 的狀況時，A 之失效問題所帶來之影響程度是低於 B 的，因 此不將其影響值納入考量。. 3.. 當失效模式 A 與工程參數 C 之關聯值等於失效模式 B 時，表示在面對工程 參數 C 的狀況時，失效模式間之影響程度沒有高低之分，亦不考量。. 而判斷影響幅度多寡則是藉由兩失效模式之加權後關聯值相減而得，當所考量之 工程參數眾多時，則將所求得的影響幅度值加總，即為潛在失效模式對多項工程 31.
(41) 參數之總影響幅度。 接著利用 DEMATEL 針對各潛在失效模式之影響幅度進行分析，並使用. Matlab 軟體求算出直接 / 間接矩陣，進一步獲得各潛在失效模式之因果圖。 DEMATEL 運用的步驟已於 2.2 節詳細介紹，因此不再多加贅述，僅簡列其進行 步驟及相關公式如下：. Step 6. 建立直接關係矩陣. C1 C2 L Cn C1 ⎡ 0 Z 12 L Z 1n ⎤ C ⎢ Z 0 L Z 2 n ⎥⎥ Z = 2 ⎢ 21 M ⎢ M M O M ⎥ ⎢ ⎥ C n ⎣ Z n1 Z n 2 L 0 ⎦ Step 7. 建立標準化直接關係矩陣， X =. Z S. Step 8. 建立直接/間接矩陣， T = lim ( X + X 2 + L + X k ) = X ( I − X ) −1 k →∞. Step 9. 計算中心度(D+R)與原因度(D-R) n. Di = ∑ tij (i = 1,2,K, n) j =1 n. R j = ∑ t ij ( j = 1,2,K , n) i =1. Step 10. 繪製因果圖. 階段三：改善與驗證 Step 11. 建立矛盾矩陣 考慮到 FMEA 的改善建議乃工程人員基於個人本身之知識、經驗及想法等， 而擬定的解決方案，忽略其改善建議所可能會引發的惡化效應；TRIZ 理論能透 過有系統的方法，釐清和強調系統中所存在的矛盾，進而找到創新的解決方案。 因此，本研究運用 TRIZ 理論中矛盾矩陣所提供的發明原則，使產品能在改善問 題的同時，亦不致於使其他系統項目的功能惡化。 32.
(42) 根據 Step 10 所得到的關鍵失效模式，考量其失效原因之工程特性作為改善 的特徵，建立矛盾矩陣以獲得建議解決的方法。 Step 12. 改善成效之驗證 利用矛盾矩陣所提供之建議解決方法，尋找合適的改善對策。另外，為使製 程分析模式的結果較具有客觀性，本研究以 FMEA 的風險評估模式進行衡量， 讓衡量方法具有一致性，進而驗證本研究算則之可行性及有效性。. 33.
(43) 第肆章 實例驗證 本章將以背光板框架組裝為例，說明本研究所建構之演算法則的應用，進而 驗證演算法則之可行性與有效性。. 4.1 背光板框架組裝之分析與改善 TFT-LCD 之製程主要可區分為 Array、Cell、LCM 等三個階段，如圖 4-1 所 示。前段 Array 製程主要是針對於陣列基板(Thin Flim Transister, TFT)以及彩色濾 光片(Color Filter, CF)基板之基礎製程；中段 Cell 製程是將 TFT 和 CF 基板組合 起來成為一個面板後再切割成適當尺寸之面板的製程；後段 LCM 則是在面板上 加入控制 IC、電路板、顯示光源等，成為一個完整之液晶顯示模組的製程。本 研究則是以 TFT-LCD 製程中之 LCM 段的背光板框架組裝為例，進行實例驗證， 其機構設計機能之主要項目包括：機構強度、組裝信賴度及外觀，如圖 4-2 所示。. 34.
(44) Array Process. Cell Process. Module Process. 玻璃清洗. CF/玻璃清洗. ACF 貼片. 薄膜形成. 配向膜形成. TAB-IC 接合. 洗淨. 清洗. 塗膠. 光阻塗佈. 框膠. 背光板框架組裝. 預烤. 間隔散佈. 環境測試. 曝光. 液晶滴入. 檢查測試. 顯影. 對位壓合. 蝕刻. 切割裂片. 光阻剝離. 偏光板貼附. 清洗. 點燈檢查. 測試 圖 4-1 TFT-LCD 製造流程圖 資料來源：盧素涵，2007. 機構設計機能. 1. 機構強度. 2. 組裝信賴度. 通過 50G 11ms 衝擊測試. 降低人員組裝過 程中造成的不良. 通過 Bumping Test. 降低組裝時間. 3. 外觀. 通過震動實驗. 圖 4-2 背光板框架組裝系統方塊圖. 35. 外觀檢測無異常.
(45) 階段一：功能需求之瞭解與失效分析 Step 1. 進行失效模式與效應分析 根據相關文獻及專業工程人員的意見，針對機構設計機能之主要項目：機構 強度、組裝信賴度及外觀，進行失效模式與效應分析(FMEA)，經評估計算可以 得知，產品潛在失效模式中，風險優先數(RPN)最高的前三項分別為：(1) 蟲蟲. Mura(RPN=49)；(2) 因 Lamp Holder 與低壓線接觸無保護而造成低壓線被 Lamp Holder 壓破(RPN=48)；(3) LGP 跳脫(RPN=48)。如表 4-1 所示。. 階段二：關鍵失效模式分析 Step 2. 發展功能需求與 TRIZ 39 項工程參數之關聯性矩陣 透過專業工程人員之協助，利用專家訪談的方式訂定功能需求與 TRIZ 39 項 工程參數間之關聯程度，進而發展功能需求與工程參數關聯性矩陣。舉例來說， 在人員組裝的過程中，雖然使用之零組件其製造是否與設計規格相符可能會影響 人員的組裝，但是，絕大多數造成不良的原因仍為組裝過程中之人為因素，因此， 「製造準確度」和「降低人員組裝過程中所造成的不良」兩者之間具有輕微關聯 性，如表 4-2 所示。. 36.
(46) 37. 外觀. 組裝信賴度. 外觀檢測無異常. 中造成的不良. 降低人員組裝過程. 通過 Bumping Test. 擊測試. 外觀不良. 外觀不良 漏光. O-ring 漏光. 上下亮線. 外觀不良. 無法點燈. 無法點燈. 傷 Panel 或 Film. 模組出現異物刮. 燈管受撞擊斷裂. 燈管受撞擊斷裂. 燈管受撞擊斷裂. 漏光或暗線. 漏光. 潛在失效效應. Film 點燈後翹曲. Pooling. Holder 壓破. 低壓線被 Lamp. 燈管線受拉扯斷裂. 蟲蟲 Mura. LGP Shift. LGP 跳脫. LGP 破裂. 潛在失效模式. Housing R 角過小. 5. 4. 5. 5. 5. 4. 8. 8. 8. 7. 8. 8. 8. Reflector sheet 未緊貼 LGP. 使用雙 C 型 O-ring. 擴散片與上膠框 gap 過大. 使用較薄的擴散片. 小. 6. 6. 6. 6. Lamp holder 夾 LGP. 使用單 O 型 O-ring. gap = 0.06mm. 厚之 Film. 上擴散片更換厚度較. 補強深度為 0.25mm. 調整鐵框 opening area 5. Metal Frame 壓住 Cell gap 過. rubber 高於 Lamp. Lamp Holder 毛邊向內. 低壓線較高壓線長. 玻璃四邊磨邊. 距離 1.2mm. Gap = 0.2mm. 支撐距離 1.2mm. 挾持量 0.5mm. Housing 未支撐 LGP. Housing 未支撐 LGP. LGP R 角為 0.5mm. 之R角. 要求供應商加工平滑. holder 0.1mm. 2. 2. 4. 7. 4. 4. 4. 4. 4. 8. 1. 4. 預防. 現行的設計. 無保護. Lamp Holder 與低壓線接觸. Lamp Holder 毛邊向外. 高壓燈管線. 高低壓線等長長度，受力於. 玻璃四邊未磨邊. LGP 與燈管距離過近. 方向 Gap 過大. Housing stopper 與 LGP 之 Y. 左右減去 gap 後支撐面不足. 背板 stopper 與 LGP 接觸面. Holder 夾持 LGP 不足. Housing 拔模角過大. 5. 6. LGP R 角過小. 滑. LGP Stopper 處 R 角不夠平. 潛在失效原因. 5. 5. 嚴重度. 通過 50G 11ms 衝. 功能需求. 發生度. 機構強度. 項目. 表 4-1 失效模式與效應分析. 1. Design Review. Design Review. Design Review. Design Review. Design Review. 尺寸量測. Design Review. 實物確認. Design Review. Design Review. Design Review. Design Review. Design Review. 1. 1. 1. 1. 2. 3. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 2. 1. Design Review. Design Review. 2. 1. Design Review. 實物確認. 檢測. 檢測度 24. 30. 30. 30. 40. 48. 16. 32. 49. 32. 32. 32. 48. 20. 40. 10. 20. RPN.
(47) 表 4-2 功能需求與工程參數關聯性矩陣表 功能需求. 通過50G 11ms 衝擊測試. 通過Bumping Test. 01.移動物體的重量. 0. 0. 0. 0. 02.靜止物體的重量. 0. 0. 0. 0. 03.移動物體的長度. 1. 0. 1. 1. 工程參數. 降低人員組裝過 外觀檢測無異常 程中造成的不良. 04.靜止物體的長度. 0. 0. 0. 0. 05.移動物體的面積. 0. 0. 0. 0. 06.靜止物體的面積. 0. 0. 0. 2. 07.移動物體的體積. 0. 0. 0. 0. 08.靜止物體的體積. 0. 0. 0. 0. 09.速度. 3. 0. 0. 0. 10.力量. 4. 0. 0. 1. 11.張力、壓力. 0. 3. 2. 0. 12.形狀. 3. 0. 0. 0. 13.物體穩定性. 4. 3. 2. 0. 14.強度. 4. 0. 2. 0. 15.移動物體之作用期間. 0. 0. 0. 0. 16.靜止物體之作用期間. 0. 0. 0. 0. 17.溫度. 0. 0. 0. 0. 18.明亮度. 0. 0. 0. 0. 19.移動物體消耗之能源. 0. 0. 0. 0. 20.靜止物體消耗之能源. 0. 0. 0. 0. 21.功率. 4. 2. 0. 0. 22.能源的浪費. 0. 0. 0. 0. 23.物質的浪費. 0. 0. 0. 0. 24.資訊的損失. 0. 0. 0. 0. 25.時間的浪費. 0. 1. 0. 0. 26.物質數量. 3. 2. 0. 1. 27.可靠度. 4. 4. 2. 0. 28.量測準確度. 1. 0. 1. 1. 29.製造準確度. 2. 0. 1. 0. 30.作用於物體的有害因素. 0. 0. 0. 1. 31.有害副作用. 3. 4. 4. 1. 32.製造性. 0. 0. 0. 0. 33.使用方便性. 0. 0. 0. 0. 34.維護性. 0. 0. 1. 0. 35.適應性. 0. 0. 0. 0. 36.設備複雜性. 1. 2. 0. 0. 37.控制複雜性. 1. 1. 2. 1. 38.自動化程度. 4. 3. 0. 0. 39.生產力. 0. 0. 0. 0. 38.
(48) Step 3. 發展潛在失效模式與 TRIZ 39 項工程參數之關聯性矩陣 利用專家訪談的方式發展潛在失效模式與工程參數關聯性矩陣。舉例來說，. Mura 為一重要之顯示器缺陷，其典型的表現為顯示器在均勻顯示亮度時，出現 低對比度的斑點、汙跡、各種形狀及尺寸的條紋等，因此，「可靠度」和「蟲蟲. Mura」兩者之間具有絕對關聯性，如表 4-3 所示。 表 4-3 潛在失效模式與工程參數關聯性矩陣表. Mura. 點燈後翹曲 Film. 漏光 O-ring. 上下亮線. 1. 3. 1. 0. 1. 4. 3. 1. 0. 0. 06.靜止物體的面積. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 3. 0. 0. 0. 10.力量. 2. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 2. 0. 0. 11.張力、壓力. 0. 0. 0. 2. 3. 0. 0. 0. 0. 0. 12.形狀. 3. 0. 0. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 13.物體穩定性. 2. 4. 2. 4. 2. 3. 3. 2. 2. 1. 14.強度. 0. 4. 0. 0. 2. 4. 0. 0. 0. 0. 21.功率. 2. 2. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 25.時間的浪費. 0. 0. 0. 3. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 26.物質數量. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 3. 2. 1. 27.可靠度. 3. 4. 2. 5. 2. 4. 0. 0. 0. 0. 28.量測準確度. 1. 0. 0. 4. 0. 5. 3. 0. 0. 0. 29.製造準確度. 1. 3. 1. 0. 0. 4. 3. 0. 0. 0. 31.有害副作用. 2. 3. 3. 4. 3. 5. 4. 1. 1. 1. 36.設備複雜性. 1. 3. 1. 4. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 37.控制複雜性. 1. 2. 1. 2. 1. 3. 3. 1. 1. 1. 38.自動化程度. 3. 4. 2. 3. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 39. Pooling. LGP Shift. 壓破 Lamp Holder. 跳脫 LGP. 04.靜止物體的長度. 工程參數. 蟲蟲. 破裂 LGP. 燈管線受拉扯斷裂. 低壓線被. 潛在失效模式.
(49) Step 4. 評估工程參數之權重值 考量專業工程人員的意見及工程上的需求，藉由公式 3-1 進行各功能需求重 要性程度之評估，如「通過 Bumping Test」的加權值為 0.05。接續計算各工程參 數之權重值，例如：「有害副作用」的權重值為 13.40%，「可靠度」的權重值為. 11.43%。如表 4-4 所示。 表 4-4 工程參數權重值評估表 功能需求 通過50G 11ms 衝擊測 試. 通過 Bumping Test. 0.0293. 0.0500. 0.0320. 0.0308. 04.靜止物體的長度. 1. 0. 1. 1. 0.09. 2.76%. 06.靜止物體的面積. 0. 0. 0. 2. 0.06. 1.85%. 09.速度. 3. 0. 0. 0. 0.09. 2.64%. 10.力量. 4. 0. 0. 1. 0.15. 4.44%. 11.張力、壓力. 0. 3. 2. 0. 0.21. 6.42%. 12.形狀. 3. 0. 0. 0. 0.09. 2.64%. 13.物體穩定性. 4. 3. 2. 0. 0.33. 9.93%. 14.強度. 4. 0. 2. 0. 0.18. 5.44%. 21.功率 工 程 25.時間的浪費 參 26.物質數量 數 27.可靠度. 4. 2. 0. 0. 0.22. 6.52%. 0. 1. 0. 0. 0.05. 1.50%. 3. 2. 0. 1. 0.22. 6.56%. 4. 4. 2. 0. 0.38. 11.43%. 28.量測準確度. 1. 0. 1. 1. 0.09. 2.76%. 29.製造準確度. 2. 0. 1. 0. 0.09. 2.72%. 30.作用於物體的有害因素. 0. 0. 0. 1. 0.03. 0.92%. 31.有害副作用. 3. 4. 4. 1. 0.45. 13.40%. 34.維護性. 0. 0. 1. 0. 0.03. 0.96%. 36.設備複雜性. 1. 2. 0. 0. 0.13. 3.88%. 37.控制複雜性. 1. 1. 2. 1. 0.17. 5.22%. 38.自動化程度. 4. 3. 0. 0. 0.27. 8.01%. 3.33. 100.00%. 加總值. 40. 降低人員組 外觀檢測無 裝過程中造 異常 成的不良. 加 總 值. 權 重 值.
(50) Step 5. 發展潛在失效模式與加權後工程參數之關聯性矩陣 將 Step 3 所獲得之關聯值與工程參數權重值相乘，以建立「潛在失效模式與 加權後工程參數之關聯性矩陣」 ，如表 4-5 所示。舉例說明， 「LGP 跳脫」與「靜 止物體的長度」關聯值為 3， 「靜止物體的長度」權重值為 2.76%，故加權後之關 聯值為 3 × 2.76% = 0.08 。 表 4-5 潛在失效模式與加權後工程參數關聯性矩陣表. LGP Shift. Mura. 燈管線受拉扯斷裂. 壓破 Lamp Holder. 點燈後翹曲 Film. 漏光 O-ring. 上下亮線. 0.03. 0.08. 0.03. 0.00. 0.03. 0.11. 0.08. 0.03. 0.00. 0.00. 06.靜止物體的面積. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.06. 0.00. 0.00. 0.00. 10.力量. 0.09. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.09. 0.00. 0.00. 11.張力、壓力. 0.00. 0.00. 0.00. 0.13. 0.19. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 12.形狀. 0.08. 0.00. 0.00. 0.03. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 13.物體穩定性. 0.20. 0.40. 0.20. 0.40. 0.20. 0.30. 0.30. 0.20. 0.20. 0.10. 14.強度. 0.00. 0.22. 0.00. 0.00. 0.11. 0.22. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 21.功率. 0.13. 0.13. 0.07. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 25.時間的浪費. 0.00. 0.00. 0.00. 0.05. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 26.物質數量. 0.07. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.20. 0.13. 0.07. 27.可靠度. 0.34. 0.46. 0.23. 0.57. 0.23. 0.46. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 28.量測準確度. 0.03. 0.00. 0.00. 0.11. 0.00. 0.14. 0.08. 0.00. 0.00. 0.00. 29.製造準確度. 0.03. 0.08. 0.03. 0.00. 0.00. 0.11. 0.08. 0.00. 0.00. 0.00. 31.有害副作用. 0.27. 0.40. 0.40. 0.54. 0.40. 0.67. 0.54. 0.13. 0.13. 0.13. 36.設備複雜性. 0.04. 0.12. 0.04. 0.16. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 37.控制複雜性. 0.05. 0.10. 0.05. 0.10. 0.05. 0.16. 0.16. 0.05. 0.05. 0.05. 38.自動化程度. 0.24. 0.32. 0.16. 0.24. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 41. Pooling. 跳脫 LGP. 04.靜止物體的長度. 工程參數. 蟲蟲. 破裂 LGP. 低壓線被. 潛在失效模式.
(51) Step 6. 建立直接關係矩陣 首先，計算潛在失效模式間之影響幅度。本研究是分別比較兩失效模式間之 關聯值大小來訂定影響的幅度，再將求得之所有影響幅度值加總，該值即代表失 效模式間的影響落差。舉例說明，靜止物體的長度，LGP Shift 之關聯值為 0.03， 蟲蟲 Mura 為 0，則表示系統中的失效問題 LGP Shift 相較於蟲蟲 Mura，其影響 幅度為 0.03 − 0 = 0.03 ；功率， LGP Shift 相較於蟲蟲 Mura ，其影響幅度為 0.07 − 0 = 0.07 ；製造準確度， LGP Shift 相較於蟲蟲 Mura ，其影響幅度為 0.03 − 0 = 0.03 。因此，在不考量 LGP Shift 關聯值等於或小於蟲蟲 Mura 關聯值. 的情況下，LGP Shift 相較於蟲蟲 Mura，其失效問題在系統中的總影響幅度為 0.03 + 0.07 + 0.03 = 0.13 ，如表 4-6 所示。. 表 4-6 直接關係矩陣表 低壓線被 加總值. 上下亮線. 漏光 O-ring. 點燈後翹曲 Film. Pooling. 壓破 Lamp Holder. Mura. 燈管線受拉扯斷裂. 蟲蟲. LGP Shift. 跳脫 LGP. 破裂 LGP. LGP 破裂. 0.00 0.27 0.52 0.40 0.82 0.65 0.99 1.03 1.15 1.25. LGP 跳脫. 0.98 0.00 1.10 0.59 1.29 0.67 1.35 1.90 1.93 2.03 11.84. LGP Shift. 0.13 0.00 0.00 0.13 0.30 0.27 0.50 0.80 0.83 0.93. 蟲蟲Mura. 1.13 0.61 1.25 0.00 1.32 0.82 1.31 1.95 1.95 2.05 12.39. 燈管線受拉扯斷裂. 0.43 0.19 0.30 0.20 0.00 0.19 0.53 0.80 0.83 0.93. 7.08. 3.89. 4.40. 低壓線被Lamp Holder壓破 1.22 0.53 1.23 0.66 1.15 0.00 0.93 1.76 1.79 1.89 11.16 Pooling. 0.69 0.34 0.59 0.28 0.62 0.06 0.00 0.89 0.92 1.02. 5.41. Film點燈後翹曲. 0.13 0.29 0.29 0.32 0.29 0.29 0.29 0.00 0.19 0.35. 2.44. O-ring漏光. 0.06 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.00 0.00 0.16. 1.00. 上下亮線. 0.00 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.00 0.00 0.00. 0.42. 最大值 42. 12.39.
(52) Step 7. 建立標準化直接關係矩陣 n. 根據表 4-6 尋找加總值中的最大值 max(∑ Z ij ) ，經計算後可以得知最大值 1≤i ≤ n. j =1. 出現在「蟲蟲 Mura」列，即 1.13 + 0.61 + L + 1.95 + 2.05 = 12.39 。因此，將 Step 6 所建立之直接關係矩陣除以 12.39，可得到標準化直接關係矩陣。舉例說明，在 表 4-6 中 LGP Shift 相較於蟲蟲 Mura 之影響幅度為 0.13，經標準化後其影響幅度 為 0.13/12.39 = 0.01，如表 4-7 所示。. 表 4-7 標準化直接關係矩陣表 低壓線被 上下亮線. 漏光 O-ring. 點燈後翹曲 Film. Pooling. 壓破 Lamp Holder. Mura. 燈管線受拉扯斷裂. 蟲蟲. LGP Shift. 跳脫 LGP. 破裂 LGP. LGP 破裂. 0.00 0.02 0.04 0.03 0.07 0.05 0.08 0.08 0.09 0.10. LGP 跳脫. 0.08 0.00 0.09 0.05 0.10 0.05 0.11 0.15 0.16 0.16. LGP Shift. 0.01 0.00 0.00 0.01 0.02 0.02 0.04 0.06 0.07 0.08. 蟲蟲Mura. 0.09 0.05 0.10 0.00 0.11 0.07 0.11 0.16 0.16 0.17. 燈管線受拉扯斷裂. 0.03 0.02 0.02 0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.07 0.08. 低壓線被Lamp Holder壓破 0.10 0.04 0.10 0.05 0.09 0.00 0.08 0.14 0.14 0.15 Pooling. 0.06 0.03 0.05 0.02 0.05 0.00 0.00 0.07 0.07 0.08. Film點燈後翹曲. 0.01 0.02 0.02 0.03 0.02 0.02 0.02 0.00 0.02 0.03. O-ring漏光. 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.01. 上下亮線. 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00. 43.
(53) Step 8. 建立直接/間接矩陣 藉由 Matlab 軟體依據公式 2-2，即計算 T = X ( I − X ) −1 ，將標準化直接關係 矩陣轉換為直接/間接矩陣，如表 4-8 所示。. 表 4-8 直接/間接矩陣表 P8. P9. 點燈後翹曲 Film. 漏光 O-ring. P7. P10. 上下亮線. Pooling. LGP Shift. P6. 壓破 Lamp Holder. 跳脫 LGP. P5. 低壓線被. 破裂 LGP. P4. 燈管線受拉扯斷裂. P3. Mura. P2. 蟲蟲. P1. P1 LGP 破裂. 0.03 0.04 0.07 0.05 0.10 0.07 0.11 0.12 0.14 0.15. P2 LGP 跳脫. 0.11 0.03 0.13 0.08 0.15 0.08 0.16 0.21 0.23 0.24. P3 LGP Shift. 0.02 0.01 0.01 0.02 0.03 0.03 0.05 0.08 0.09 0.10. P4 蟲蟲Mura. 0.13 0.08 0.15 0.03 0.16 0.10 0.16 0.23 0.24 0.26. P5 燈管線受拉扯斷裂. 0.04 0.03 0.04 0.03 0.02 0.03 0.06 0.08 0.10 0.11. P6 低壓線被Lamp Holder壓破. 0.13 0.06 0.14 0.08 0.13 0.03 0.13 0.20 0.21 0.23. P7 Pooling. 0.07 0.04 0.07 0.03 0.07 0.01 0.02 0.10 0.10 0.12. P8 Film點燈後翹曲. 0.02 0.03 0.03 0.04 0.03 0.03 0.04 0.02 0.04 0.06. P9 O-ring漏光. 0.01 0.01 0.02 0.01 0.02 0.01 0.02 0.01 0.01 0.02. P10 上下亮線. 0.01 0.01 0.02 0.01 0.02 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01. 44.
(54) Step 9. 計算中心度(D+R)與原因度(D-R) 根據公式 2-3、2-4 計算直接/間接矩陣各列與各行之總和，分別以 Di 及 Rj 表示並加以排序，其中， Di + R j 及 Di − R j 分別為中心度與原因度。舉例說明，. P1 之中心度為 DP1 + RP1 = 0.88 + 0.57 = 1.45 ，如表 4-9 所示。此外，由於傳統 RPN 可能存在著重複數，使得改善活動的優先順序不夠明確，如 LGP 跳脫(RPN=48) 以及因 Lamp Holder 與低壓線接觸無保護導致低壓線被 Lamp Holder 壓破. (RPN=48)。因此，本研究將原因度視為決定改善失效問題之優先順序的基準， 進行重新排序，修正 RPN 存在重複數的問題，如表 4-10 所示。 表 4-9 直接/間接矩陣之行列運算表 列的和 ( D ). 行的和 ( R ). 中心度 ( D+R ). 原因度 ( D-R ). 排序. 值. 排序. 值. 排序. 值. 排序. 值. P4. 1.54. P10. 1.30. P4. 1.92. P4. 1.16. P2. 1.42. P9. 1.17. P2. 1.76. P2. 1.08. P6. 1.34. P8. 1.06. P6. 1.74. P6. 0.94. P1. 0.88. P7. 0.77. P1. 1.45. P1. 0.31. P7. 0.63. P5. 0.73. P10. 1.43. P7. -0.14. P5. 0.54. P3. 0.68. P7. 1.40. P5. -0.19. P3. 0.44. P1. 0.57. P8. 1.40. P3. -0.24. P8. 0.34. P6. 0.40. P9. 1.31. P8. -0.72. P9. 0.14. P4. 0.38. P5. 1.27. P9. -1.03. P10. 0.13. P2. 0.34. P3. 1.12. P10. -1.17. 表 4-10 傳統 RPN 與 DEMATEL 排序比較表 潛在失效模式. 潛在失效原因. RPN 排序. 原因度(D-R). 排序. P4 蟲蟲 Mura. 玻璃四邊未磨邊. 49. 1. 1.16. 1. P2 LGP 跳脫. Holder 挾持 LGP 不足. 48. 2. 1.08. 2. 低壓線被 Lamp Lamp Holder 與低壓 線接觸無保護 Holder 壓破. 48. 2. 0.94. 3. P6. P1 LGP 破裂. Housing 拔模角過大. 40. 3. 0.31. 4. P7 Pooling. Metal Frame 壓住 Cell gap 過小. 40. 3. -0.14. 5. 45.
(55) Step 10. 繪製因果圖 分別以 D+R 為橫座標、D-R 為縱座標，繪製潛在失效模式之因果圖，如圖. 4-3 所示。依據原因度計算的結果，將製程上之潛在失效模式分類為主要失效問 題及次要失效問題，其中「蟲蟲 Mura」、「LGP 跳脫」、「低壓線被 Lamp Holder 壓破」及「LGP 破裂」屬於必須優先處理的主要失效問題，尤其是前三項失效 模式；依據中心度計算之結果可以得知， 「蟲蟲 Mura」 、 「LGP 跳脫」及「低壓線 被 Lamp Holder 壓破」三項失效模式與製程失效問題之間具有高度的關聯性，即 當製程發生失效問題時，有極大的可能為「蟲蟲 Mura」、 「LGP 跳脫」或「低壓 線被 Lamp Holder 壓破」。因此，因果圖凸顯出產品失效之情況主要來自於製程 中的「蟲蟲 Mura」、 「LGP 跳脫」及「低壓線被 Lamp Holder 壓破」三項關鍵失 效模式。 原因度 原因度 (D-R) (D-R) 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00. 0.50. 1.00. 1.50. 2.00. 中心度 中心度 2.50 (D+R) (D+R). -0.50 -1.00 -1.50. P2. LGP 跳脫 P4. 蟲蟲 Mura. P1. LGP 破裂 P3. LGP Shift P5. 燈管線受拉扯斷裂. P6. 低壓線被 Lamp Holder 壓破 P8. Film 點燈後翹曲 P10. 上下亮線. P7. Pooling P9. O-ring 漏光. 圖 4-3 因果圖. 46.
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