失效模式與效應分析應用於單元式帷幕牆施工風險之探討

國立臺灣大學工學院土木工程學系 碩士論文

Department of Civil Engineering College of Engineering

National Taiwan University Master Thesis

失效模式與效應分析應用於 單元式帷幕牆施工風險之探討

Risk Analysis of Unitized Curtain Wall System─

Application of Failure Mode and Effects Analysis

朱志年 Chu, Chih-Nien

指導教授：郭斯傑 博士 Advisor: Guo, Sy-Jye Ph.D.

中華民國 99 年 6 月

Jun. 2010

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誌 謝

本論文得以提早付梓，在此要表達個人誠心的謝意，在此期間對許多的良師益 友的鼓勵、協助與幫忙。衷心感謝恩師郭斯傑博士的悉心指導與諄諄教悔，充分 給予個人研究的意願，鼓勵個人多年的相關工作經驗，藉由論文研究將施工實務 之經驗整合分析，俾期研究成果提供業界些許的貢獻。在此對郭老師研究嚴謹；

努力不懈與對教學的執著態度，深印學生心中；不辭辛勞的付出，感受到恩師浩 瀚於心。

論文口試期間，承蒙國立台灣科技大學鄭明淵教授，及台北科技大學王隆昌教 授，於百忙中撥空細審，不吝指正疏漏謬誤之處，使本研究更臻完善與詳實，特 此申謝。

求學期間感謝大元聯合建築師事務所周俊仁副總經理，對我求學過程的支持與 鼓勵；本論文得以順利完成應感謝華清技術葉文凱總經理勉勵，以及康普工程顧 問公司黃有立先生、陳郁潔先生，品贊有限公司郭炳宏總經理，互助營造林文忠 處長、江世文主任，翔聯企業公司黃漢慕先生的協助，及同窗同組的伙伴謝永昌、

黃義芳、杜柄龍、徐沛澐的互相打氣，在學業上面與論文研究上的協助與指導。

感謝母親張美鳳女士、岳母李春梅女士在求學期間對我的支持與照顧，及最愛 的妻子張瓊琪無怨無悔地付出心力照顧家庭，使我無後顧之憂在學業上全力付出 努力；及兒子柏霖的乖巧懂事。

最後謹以此論文獻給最敬愛父親朱振良先生以及外婆張胡梅女士，感謝您們對 家裡所付出的一切，希望在天上的您們能感受到這份感謝之意。

研究生 朱志年 謹誌 中華民國九十九年七月十五日

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摘 要

帷幕牆系統發展越來越複雜與精細，台北101 之外牆玻璃帷幕，從系統設計、

結構及地震與風力計算、選定材料、工廠加工組裝、乃至於現場吊裝等，全部施 工過程必須符合設計需求，達到相關氣密及水密之規範要求，在生產或組裝過程 發生問題都會對該專案工期及成本產生重大影響，而這都需要帷幕牆施工團隊於 事前的縝密規劃，所以對於帷幕牆製造及安裝過程中相關潛在缺失能否及早發現 問題與缺失進而進行防制措施，以及相關缺失如何改善以避免系統失效而產生損 失。藉由失效模式與效應分析 (Failure Model and Effects Analysis，FMEA)之量化 分析模式，進行評估施工中缺失改善之優先順序，以達到預防及改善施工問題之 發生。

經由專家顧問問卷與資料彙整，制定成 242 項失效模式與原因(包括：工廠製 造階段、工地吊裝階段等共計 2 階段、13 個項次、242 項)，並據以擬定單元式帷 幕牆之失效模式與效應分析表。依據 FMEA 風險優先數計算與分析，先行制訂風險 優先指數>125 或嚴重度>7(等級Ⅲ以上)之項目應列為加強管控項目以為重點查 核、解決、改善處理對象。經風險指數分類與分析結果等級Ⅲ以上為加強管控項 目共有 76 項，分別為等級Ⅰ計有 12 項，等級Ⅱ計有 14 項，等級Ⅲ計有 50 項，

另等級Ⅳ及Ⅴ計有 166 項可依既有品質管制之管制方法與查核頻率進行管理。

242 項失效模式中，風險優先法評點計算出 76 項加強管制項目，其中以材料 進場檢驗所佔項次最多，顯見施工前與施工過程必須確認材料品質必須符合規 範，才能達到帷幕牆耐久的需求。

在 FMEA 應用上，於規劃或製程施工前利用失效模式與效應分析法來進行施工 階段作業上之潛在缺失檢討，並制定防治與改善措施，將有效降低缺失發生機率，

從案例中可明確顯示風險優先數之降低。

關鍵詞：風險分析、失效模式與效應分析、風險優先數、單元式帷幕牆

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Abstract

The development of curtain wall systems is getting more complex and exquisite.

Take the facade of the Taipei 101, the tallest building in the world, for example. All the system designs, structural calculations for earthquake and wind load, material selections and the fabrication/assembly at shop and election at site should meet the design requirements of certain water- tightness and air-tightness during the process of construction. Any problems occurred during the process of production or assembly will cause a serious impact to the schedule and cost of the project. Therefore, it is necessary that the whole team of curtain wall works maps out meticulously and previously to identify potential defects and take necessary measurements to prevent such defects during the process of curtain wall construction. By means of quantitative analysis model of Failure Model and Effects Analysis (FMEA), this study aims to evaluate the priority of defect amendment for the curtain wall construction to prevent and solve problems.

242 items of failure and cause, including two stages (production and construction stages), 13 categories and 242 items are summarized through questionnaires and data collections from experts and consultants in curtain wall field. Thus, failure mode and effects analysis for unitized curtain wall are prepared. According to the calculations and analysis of risk priority number of FMEA, items with risk priority number > 125 or acuity > 7 (Level III and above) are rated as enhanced ones for primary auditing, problem-shooting, and improvement. The result of classification and analysis via danger index is that totally 76 items are rated Level III above, which are 12 items of Level I, 14 items of Level II and 50 items of Level III; the other 166 items of Level IV and Level V could be managed in accordance with existing method and auditing frequency for better quality control.

Among the 76 enhanced items out of 242 items of failure model, there are material inspection upon arrival share the highest portions. This is obvious that it’s curial that the

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material should meet the specification requirement prior to production and construction in order to satisfy façade performance.

In the application of FMEA, using the Failure Model and Effects Analysis to identify potential defects at the stage of planning and pre-construction stages to set up control and improvement measurements will effectively reduce probability of occurrence of defects. The reduction of risk priority number is apparent from the case studies.

Keywords: risk analysis, Failure Model and Effects Analysis, risk priority number,

unitized curtain walls.

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目 錄

口試委員會審定書………i

誌謝………ii

中文摘要………iii

英文摘要………iv

目錄………vi

圖目錄………ix

表目錄………xi

第一章 緒論 ………1

1 . 1 研 究 動 機 . … … … 1

1 . 2 研 究 目 的 . … … … 2

1 . 3 研 究 範 圍 與 限 制 . … … … 2

1 . 4 研 究 方 法 與 流 程 . … … … 2

第二章 文獻回顧 ………5

2 . 1 風 險 管 理 與 評 估 … . … … … 5

2 . 1 . 1 風 險 辨 識 … … … 7

2 . 1 . 2 風 險 分 析 … … … 9 2 . 1 . 3 風 險 評 量 … … … 1 0 2 . 2 帷 幕 牆 工 程 與 施 工 風 險 … . … … … 1 0

2 . 2 . 1 帷 幕 牆 的 定 義 … … … 1 0 2 . 2 . 2 帷 幕 牆 的 起 源 與 發 展 … … … 1 0 2 . 2 . 3 帷 幕 牆 的 構 成 與 形 式 … … … 1 2 2 . 2 . 4 帷 幕 牆 之 施 工 風 險 … … … 1 4

vii

2 . 3 失 效 模 式 與 效 應 分 析 ( F M E A ) … … … 1 5 2 . 3 . 1 F M E A 的 起 源 與 發 展 … … … 1 7 2 . 3 . 2 F M E A 相 關 名 詞 與 定 義 … … … 1 7 2 . 3 . 3 F M E A 的 實 施 對 象 與 應 用 時 機 … … … 1 8 2 . 3 . 4 F M E A 的 實 施 步 驟 … … … 2 0 2 . 3 . 5 F M E A 評 價 方 法 … … … 2 3

第三章 帷幕牆施工階段之管理………26

3 . 1 單 元 式 帷 幕 牆 工 廠 製 造 階 段 … … … 2 6 3 . 1 . 1 材 料 進 場 檢 驗 … … … 2 8 3 . 1 . 2 加 工 裁 切 … … … 3 0 3 . 1 . 3 框 架 組 裝 … … … 3 4 3 . 1 . 4 背 襯 板 安 裝 及 防 水 施 工 … … … 3 9 3 . 1 . 5 玻 璃 及 石 材 安 裝 … … … 4 1 3 . 1 . 6 包 裝 與 運 輸 … … … 4 5 3 . 1 . 7 單 元 式 帷 幕 牆 工 廠 組 裝 階 段 施 工 程 序 照 片 … … … 4 7 3 . 2 單 元 式 帷 幕 牆 工 地 吊 裝 階 段 … … … 4 8 3 . 2 . 1 外 牆 結 構 測 量 … … … 4 9 3 . 2 . 2 預 埋 件 施 工 … … … 5 2 3 . 2 . 3 二 次 件 施 工 … … … 5 3 3 . 2 . 4 單 元 吊 裝 與 調 整 … … … 5 4 3 . 2 . 5 版 片 擋 塊 安 裝 與 接 頭 防 漏 施 工 … … … 6 3 3 . 2 . 6 層 間 塞 施 工 … … … 6 4 3 . 2 . 7 拆 紙 清 潔 … … … 6 6 3 . 2 . 8 單 元 式 帷 幕 牆 工 地 吊 裝 階 段 施 工 程 序 照 片 … … … 6 7

第四章 FMEA 於單元式帷幕牆工程之應用………68

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4 . 1 F M E A 於 單 元 式 帷 幕 牆 工 程 之 應 用 模 式 建 構 … … … 6 8 4 . 1 . 1 實 施 內 容 … … … 6 8 4 . 1 . 2 實 施 流 程 … … … 6 9 4 . 1 . 3 專 家 訪 談 名 單 … … … 7 1 4 . 1 . 4 應 用 模 式 建 構 … … … 7 1 4 . 1 . 5 失 效 模 式 風 險 指 數 分 類 … … … 7 4 4 . 2 單 元 式 帷 幕 牆 工 程 施 工 階 段 F M E A 分 析 成 果 … … … 7 5 4 . 2 . 1 等 級 Ⅰ 風 險 因 子 分 析 … … … 7 7 4 . 2 . 2 等 級 Ⅱ 風 險 因 子 分 析 … … … 8 2 4 . 2 . 3 等 級 Ⅲ 風 險 因 子 分 析 … … … 8 7 4 . 3 加 強 管 制 項 目 處 理 因 應 對 策 . . … … … 1 0 2 4 . 4 案 例 檢 討 分 析 … … … 1 0 9 4 . 4 . 1 案 例 甲 之 F M E A 檢 核 成 果 … … … 1 0 9 4 . 4 . 2 案 例 乙 之 F M E A 檢 核 成 果 … … … 1 1 3

第五章 結論與建議………..………117

5 . 1 結 論 … … … 1 1 7 5 . 2 建 議 … … … 1 1 8

參考文獻………119

附錄………123

ix

圖目錄

圖 1.1 研究流程………4

圖 2.1 典型的風險管理架構………6

圖 2.2 直橫料系統 ………..13

圖 2.3 格版系統 ………13

圖 2.4 窗間牆系統………13

圖 2.5 單元化系統………13

圖 2.6 複合式系統………14

圖 2.7 應用 FMEA 手法之產業………20

圖 2.8 生命週期各階段 FMEA 應用情形………20

圖 3.1 單元式帷幕牆於工廠製造階段流程圖………27

圖 3.2 加工組裝製作階段流程圖………28

圖 3.3 工廠進料檢驗流程圖………30

圖 3.4 鋁擠型雙頭鋸加工示意圖………32

圖 3.5 鋁擠型加工圖………33

圖 3.6 帷幕牆單元固定繫件示意圖………34

圖 3.7 工廠框架製作及品質檢驗流程圖………37

圖 3.8 單元零件組裝圖………38

圖 3.9 單元接頭示意圖………38

圖 3.10 單元接頭示意圖 ………39

圖 3.11 工廠背襯板安裝與防水施作品質檢驗流程圖 ………41

圖 3.12 工廠玻璃/石材安裝作業品質檢驗流程圖………45

圖 3.13 單元式帷幕牆於工地吊裝階段流程圖………48

圖 3.14 單元式帷幕牆於工地吊裝階段流程圖………49

圖 3.15 現場測量放樣示意圖………50

圖 3.16 樓板放樣觀測孔………50

x

圖 3.17 放樣觀測孔與基準線規劃示意圖………51

圖 3.18 經緯儀進行基準測量………52

圖 3.19 預埋鐵件安裝施工………53

圖 3.20 二次件安裝與量測………53

圖 3.21 單元式帷幕牆吊裝作業流程………54

圖 3.22 建築工地塔式吊車吊裝範圍………56

圖 3.23 軌道式捲揚機………57

圖 3.24 移動式小吊車………57

圖 3.25 施工平台………58

圖 3.26 帷幕牆板片吊放至施工樓層………59

圖 3.27 帷幕牆單元吊裝施工………61

圖 3.28 帷幕牆單元吊裝施工………61

圖 3.29 帷幕牆單元吊裝時精度測量………62

圖 3.30 帷幕牆單元吊裝後精度調整………63

圖 3.31 帷幕牆單元檔塊安裝及防水施作………64

圖 3.32 帷幕牆單元防水試水………64

圖 3.33 帷幕牆單元層間塞施工………65

圖 3.34 帷幕牆層間塞阻煙劑施工………66

圖 4.1 研究實施流程 ………70

圖4.2 風險優先指數 RPN 統計分布………74

圖 4.3 加強管制項目分布圖 ………76

圖 4.4 案例甲正立面圖………110

圖4.5 案例甲 RPN 項次統計分布 ………110

圖 4.6 案例乙正立面圖………114

圖4.7 案例乙 RPN 項次統計分布 ………114

xi

表目錄

表 2.1 失效模式與效應分析（FMEA）之發展歷程 ………16

表2.2 設計 FMEA 與製程 FMEA 的比較.. ………19

表 2.3 發生度評估標準表 ………24

表 2.4 難檢度衡量標準表 ………25

表 2.5 嚴重度衡量標準表 ………25

表 3.1 用料檢驗項目及方法 ………29

表 3.2 材料切斷品質管理表 ………31

表 3.3 材料加工品質管理表 ………31

表 3.4 材料彎曲品質管理表 ………32

表 3.5 單元式帷幕牆組裝管制表 ………36

表 3.6 背襯版安裝與防水施作管制表 ………40

表 3.7 石材安裝管制表 ………43

表 3.8 玻璃裝配管制表 ………44

表 3.9 使用車輛規格及相關載重限制 ………46

表 3.10 單元式帷幕牆工廠組裝階段施工程序照片 ………47

表 3.11 單元式帷幕牆工地吊裝階段施工程序照片 ………67

表 4.1 專家訪談及問卷名冊….………71

表 4.2 嚴重度(S)衡量標準表………72

表 4.3 發生度(O)評估標準表………72

表 4.4 難檢度(D)衡量標準表………73

表 4.5 失效模式風險指數分類標準 ………75

表4.6 優先指數分類等級(Ⅰ) ………81

表4.7 優先指數分類等級(Ⅱ) ………86

表4.8 優先指數分類等級(Ⅲ) ………90

表4.9 優先指數分類等級(Ⅳ) ………93

xii

表4.10 優先指數分類等級(Ⅴ) .……….96

表4.11 等級Ⅰ預防處理及因應對策.. ………102

表4.12 等級Ⅱ預防處理及因應對策 .………104

表4.13 等級Ⅲ預防處理及因應對策 .………105

1

第一章 緒論

近年來隨著越來越多高層建築興建，外牆亦越多採用帷幕牆來施工，無論是 玻璃帷幕、石材帷幕、金屬帷幕亦或是預鑄混凝土帷幕牆等，越來越多建築材料 應用在帷幕外牆施工上，而且建築物的發展趨勢為逐漸往超高樓層發展，為了減 少建築物自重所以相關使用建材越趨輕量化，同時建築及構造之相關構件預先於 工廠組立施工來縮短工址現場施作工期，施工機械化程度越重，所以高層建築外 牆施工也逐漸由帷幕牆這類輕量化的預組產品所來取代，而成為多數建築師及工 程師在設計規劃上所使用。

1.1 研究動機

帷幕牆系統發展越來越複雜與精細，就如同世界第一高樓台北101 所見之外 牆玻璃帷幕，從設計系統、結構及地震與風力計算、選定材料、工廠加工組裝、

乃至於現場吊裝等，全部施工過程如何符合設計需求，同時達到一定氣密及水密 要求，一旦生產或組裝過程產生問題都會對該專案工期及成本產生重大影響，而 這都需要整個帷幕牆施工團隊於事前的縝密規劃，所以對於帷幕牆產製及安裝過 程中相關潛在缺失能否提早發現進而進行防制措施，以及相關缺失如何改善以避 免系統失效而產生損失。

由於建築工程日趨複雜，建築的專業分工已成為一種無法避免的趨勢，強調 高度工業化的帷幕牆似乎已經成為今日建築大樓外牆設計的主流。帷幕牆相關的 界面工程極多，其在整個建築營造上，是屬於高層次的技術，舉凡設計、施工及 管理都需要專業人員的投入與關注，才能提高整體工程品質。

藉由失效模式與效應分析(Failure Model and Effects Analysis，FMEA)之量化 分析模式，進行評估施工中缺失改善之優先順序，以達到預防及改善施工問題之 發生。

2

1.2 研究目的

本研究欲達成的目的為，建立帷幕牆工程施工風險評估系統模式，做為帷幕 牆工程風險管理之確認分析，達到分析施工階段發生品質缺失或問題之潛在性風 險，以做為建立帷幕牆施工及改善之依據。

1.3 研究範圍與限制

建築物外牆系統工法眾多，本研究以建築物外牆工程中單元式帷幕牆工廠加 工組裝及工地吊裝施工製程階段為研究範圍，並以北市新建工程之帷幕牆施工實 際案例來驗證相關模式。

本研究之限制如下：

1、 本研究不探討設計所產生之失效模式。

2、 本研究不探討有關帷幕牆完工後維護管理之範圍。

3、 利用失效模式與效應分析中之評點標準表，因缺乏帷幕牆工程之相關統計資 料，將參考製造業所使用分類標準作為本研究使用。

1.4 研究方法及流程

研究方法：

本研究共分為四個階段進行，各階段實施內容概述如下：

1、 第一階段：

參考帷幕牆製造技術及施工安裝手冊作業與相關文獻內容，初步訂定相關流 程及工程項目，以發掘及辨識單元式帷幕牆工程中可能的失效因子與模式。

2、 第二階段：

藉由與國內帷幕牆專家與顧問訪談之方法，訂出嚴重度(S)、發生度(O)、難 檢度(D)三項之評點標準，並修正適用於帷幕牆工程之 FMEA 分析表。

3、 第三階段：

考量單一組成員可能產生主觀之評量結果，造成分析項目得分失真或偏差，

3

影響整體分析之客觀性，參考產業界 FMEA 分析小組精神，發函邀集國內帷幕牆發 展協會、顧問及專業廠商等，以專家問卷方式，進行發掘與辨識單元式帷幕牆施 工階段之失效模式與因子，以及進行各項因子之評點分析(嚴重度(S)、發生度 (O)、難檢度(D))之經驗值調查作業。

此階段進行二次循環問卷來進行，第一循環問卷為進行發掘與辨識單元式帷幕牆 施工階段之失效模式與因子，收集問卷後，加以彙整並填入 FMEA 表格內，第二循 環依據前循環所建立失效模式並匯入嚴重度(S)、發生度(O)、難檢度(D)等評點標 準表，發出第二循環問卷，請專家與專業廠商進行各項因子之評點分析作業。

4、 第四階段

進行單元式帷幕牆工程專家 FMEA 問卷分析與資料庫建置作業，包括：嚴重度 (S)、發生度(O)、難檢度(D)等計算出風險優先指數(RPN)值，並進行失效模式之 風險排序，並指出須進行改善措施與矯正之項目，同時提出結論與建議。

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圖1.1 研究流程

界定研究方向與方法

z 嚴重度分析 z 發生度分析 z 難檢度分析 z 風險優先指

數計算

單元式帷幕牆 工程施工階段 FMEA 分析手法

z 參考中華民國帷幕牆技術發展協會施 工管理要點

z 彙整國內帷幕牆工程管理查核要點 z 參考內政部建築研究所編訂之金屬帷

幕牆製造技術手冊

寄發第二階段帷幕牆工程施 工階段 FMEA 評分表問卷

回收第二階段帷幕牆工程施 工階段 FMEA 評分表問卷

依專家填具問卷結果進行統 計與分析作業

z 依風險優先指數 RPN 提出風險排序 z 可能引致災害等機分類

z 提出改善重點

分析成果與實例比對

產生研究成果與結論

初步建立帷幕牆施工階段 FMEA 分析表

z 檢視現行管制 方法或處理對 策之合適性 z 檢討必要之處

理對策 相關資料收集與文獻回顧

決定使用時機與範圍

z 與專家討論與確認帷幕牆工程失 效模式與效應之影響

z 造成失效模式原因探討

z 現行管制方式與失效發生時檢知 能力探討

評估訂出嚴重 度標準 訂出發生度評 點標準 訂出難檢度評 點標準

初步建立帷幕牆施工階段 製作與施工流程

回收第一階段帷幕牆工程 施工階段風險因子問卷 寄發第一階段帷幕牆工程

施工階段風險因子問卷

第一階段第二階段第三階段第四階段

5

第二章 文獻回顧

2.1 風險管理與評估

風險管理的意義如下：有系統的應用管理決策、程序、實務於風險分析、

評估與控制之中，已達到保護財產，避免營運停頓，防止人員和環境傷亡損毀。

若就製程安全的管理方法來說，依序可分成四大階段：（1）規劃（2）組織（3）

執行（4）控制；控制之後是績效評估。風險管理的主要目的有三：【行政院研 究發展考核委員會，2009】

（1） 控制並使風險降至可接受的程度。

（2） 建低風險決策的步確定性。

（3） 提高對風險決策的信心。

風險管理是一個『持續改善』的反覆過程或循環過程，是一種將組織活 動、功能和過程相關的風險進行辨識、分析、評價，並據以處理、溝通與監 控，使損失減輕到最低程度的管理方法。風險管理過程包括對於風險的定義、

量測、評估和發展因應風險的策略。其目的是將可避免的風險、成本以及損 失極小化。適當的風險管理，事先排定優先次序，可以提供管理者優先處理 造成最大損失即發生機率最高的事件，其次在處理風險將對較低的事件。

工程風險無所不在，它是一種影響工程項目目標實現的不確定事件或狀 態，風險意外事件一旦發生，會對工程產生一個或多個的衝擊或後果【洪顯宗，

2009】。

風險評估強調事故風險大小或重要性的判斷，風險評估的範圍依面臨的 危害而定，通常包括下列主要工作項目：

（1） 對危害的認知。

（2） 分析意外事故發生的因果關係。

（3） 分析意外事故的不良影響之大小程度。

（4） 估計事故及不良後果的可能性。可能性已機率或頻率表示。

6

（5） 對以上各項分析的結果作判斷，並對估計的風險之重要性作判斷。

（6） 採取改善措施或決策之時，決策者以第 5 項的判斷為基礎，並考量 風險評估的不確定性，權衡（trade-off）成本效益做最適的決策。

風險評估(Risk assessment)：一個包括風險辨識、風險分析及風險評量的過程。

圖2.1 典型的風險管理架構

(資料來源：風險管理及危機處理作業手冊，行政院研究發展考核委員會，2009)

建立風險管理執行背景體系 --建立環境要素

--建立機關要素 --風險管理架構 --發展風險評量標準 --定義風險分析對象

風險辨識 --會發生什麼?

--如何、為何、何處、何時發生?

風險分析

--確認既有控制機制 --找出發生的機率 --評估風險等級 --找出事件的影響

風險評量

與風險基準比較，設定優先順序

風險處理

--列出可行風險對策 --評估風險對策 --選擇風險對策 --準備處理計畫 --執行處理計畫

風險?

溝

通 與 協 商

監

督 與 審 查

風險評估

是 否

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2.1.1 風險辨識

風險辨識的步驟是找出需要管理的風險。必須使用一個有系統的步驟來進 行廣泛的搜尋，因為在這個階段沒有被發現的風險將被排除在分析的步驟之 外。搜尋應包括所有的風險，不論該風險是否已在管理單位的控制之下。擬定 風險情境時，應採用系統化程序，並由事件背景說明開始，以求其完整性，使 用結構化的方式進行辨識程序，以確保風險辨識採用的方法有效、可行，且亦 有助於完成辨識程序，避免遺漏任何重大問題。

本研究歸納辨識風險的方法包括【風險管理及危機處理作業手冊，2009】：

1. 核對風險清單：核對風險清單或使用查核表（Checklist）逐項討論，雖然 議題容易距焦，分析過程簡單，勿需太多經驗，但分析品質完全取決於所 使用的查核表，一般也僅作為參考工具。

2. SWOT 方法：SWOT（強項、弱項、機會、威脅）分析，風險來自於內在 的弱項與外在的威脅，及新機會可能帶來的新風險。

3. 流程表、系統分析、順序分析：流程表、作業分析、系統分析係針對工作 程序中的每一步驟或系統中的每一單元的所有可能錯誤、異常或故障進行 分析，較適用於業務執行單位使用。

4. 腦力激盪：利用小組成員在一定時間內，根據每個人經驗，列舉或聯想出 所有可能缺失或故障模式，來進行分析。

5. 系統工程技術 ：

A. 危害與可操作性分析（Hazard and Operability Study，HAZOP）：利用 偏離引導字辨識系統中所有潛在危害的一種系統化方法。

B. 故障模式與影響分析（Failure Mode and Effect Analysis，FMEA）：定 義系統中典型元件的故障模式，再針對各元件檢視各種故障模式發 生時的可能後果及影響。

C. 失誤樹分析（Fault Tree Analysis，FTA）： 1960 年代由貝爾實驗室

8

發展的可靠度分析方法，利用邏輯演繹法由事件的後果推論發生之 所有可能的基本原因，並可藉由統計基本原因的失誤率資料推算事 件發生的頻率。

D. 事件樹分析（Event Tree Analysis，ETA）：失誤樹分析的輔助工具，

利用邏輯歸納法，事件樹分析法是一種時序邏輯的事故分析方法，

它以一初始事件為起點，按照事故的發展順序，分成階段，一步一 步地進行分析，每一事件可能的後續事件只能取完全對立的兩種狀 態（成功或失敗，正常或故障，安全或危險等）之一的原則，逐步 向結果方面發展，直到達到系統故障或事故為止。

E. 決策樹（ Decision Tree ）：決策樹是一項建立分類模式(classification models)的方式之一，針對給定的資料利用歸納的方式產生樹狀結構 的模式。為了要將輸入的資料分類，決策樹的每一個節點即為一個 判斷式，針對一個變數去判斷輸入的資料大於或等於或小於某個數 值，每一個節點因而可以將輸入的資料分成若干類。

F. 統計推論 ：決策時常會面臨不確定性的狀況，機率便是對不確定性 提供量測的指標，而表達機率的方法則以隨機變數最佳，由抽出的 少數樣本的資訊對整個母體(或參數)做決策，這種方式在統計學領域 上稱之為統計推論。

G. 蒙地卡羅(Monte Carol)分析 ：蒙地卡羅分析一般泛指利用隨機變數 來模擬隨機過程之方法，在複雜的數學計算、醫療統計、工程上的 分析及可靠度的計算都可以用蒙地卡羅來模擬分析。在分析過程 中，利用隨機變數來模擬系統元件的特性或行為，包含在某特定時 間故障的次數、故障的持續時間，修復回覆時間等，模擬的目的在 於估計期望或平均的系統效能。

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2.1.2 風險分析

目的是將可接受風險與主要風險分開，並提供風險評量及風險對策所需 的資料。風險分析包括風險的結果，以及這些結果發生的機率為何。因此，必 須找出會影響這些結果及機率的事件。風險分析是在現有的控制方法下，估計 風險的結果及其發生的機率。

列出現有控制風險的管理方法、技術系統和步驟，並了解這些方法的長 處及短處。必須在現有的控制方法下，評估事件的影響程度，以及事件發生的 機率。事件的影響及其發生的機率結合起來便是風險的等級。可以使用數據的 分析及計算來決定事件的影響及機率。若沒有過去的資料可當參考時，則必須 根據小組所認定一個事件或結果發生的可能性，來進行主觀的估計。

為了避免主觀上的偏見，必須使用最有效的資訊及技術來分析風險的影 響及機率。資訊的來源包括過去的紀錄、相關的經驗、國外的應用及經驗、相 關的出版文獻、具公信力之調查與研究、實驗及原型、經濟上/工程上及其他 的模型與專家的判斷等。

技術上則包括有系統地訪問相關領域的專家、雇用不同學術領域的專 家、使用問卷來了解個人的認知、使用電腦或其他模型協助分析等。在可能的 情況下，必須說明風險等級分析的可信度。可以使用數據的分析及計算來決定 事件的影響及機率。風險分析的種類 可分為下列幾種：

1. 定性分析：定性分析是使用文字的形式或是敘述性的分類等級來描 述可能影響的程度以及影響發生的機率。

2. 半定量分析：在半定量分析中，會以實際數值表示上述的定性分析 等級。半定量分析的目的是決定一個比定性分析更精確的優先順序。

3. 定量分析： 定量分析使用實際的數據來描述影響及機率，所使用的 數據來自不同的來源，分析的品質有賴所使用的數據的精確度。

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2.1.3 風險評量

風險評量是將風險分析中所決定的風險等級與先前訂定的風險標準相比 較。風險評量中所使用的比較標準應該與風險分析具有相同的基礎。因此，定 性評量指的是比較風險的定性等級與定性標準，而定量評量指的是比較風險的 實際數據等級與以特定數據所表示的標準，如死亡人數、頻率或貨幣價值。

風險評量的結果是挑出一些需要進一步優先處理的風險。組織應該考慮 目標以及冒險可能會帶來的機會。決策時應該考慮較大範圍的風險，並將組織 以外的團體所造成的風險容忍度列入考量，因為有時組織會從其他團體的風險 中獲得好處。如果評量的結果顯示風險的危險性低或為可接受的程度，則這些 風險將接受程度最小的風險處理。應監督並定期檢討這些低危險或可接受的風 險，以確定這些風險仍維持可接受的程度。如果風險沒有被列為低危險或可接 受的風險，則應使用風險對策來處理。

2.2 帷幕牆工程與施工風險

2.2.1 帷幕牆的定義

依據建築技術規則建築設計施工編，第一章用語定義第一條二十六款即對帷 幕牆有明確定義：『構架構造建築物的外牆，除承載本身重量及其所受的地震、風 力外，不再承載或傳導其它載重之牆壁。』

2.2.2 帷幕牆的起源與發展

帷幕牆之發展可以追溯到1830 年【邱宏達，1996、林仁德，1999】，在賓州 Pottsville 城由一個叫 John Haviland 木匠，首先使用鑄鐵鑲板在一棟兩層建築物上，他 把鑲板漆成石頭的顏色，在外型上幾乎可以亂真，可視為帷幕牆發展之鼻祖。而大約 在同一時期，以預鑄鐵作為建築物外表裝飾物，也陸續出現在聖路易斯及紐奧良等 地，這些建築象徵開始使用鑄鐵為外觀的新紀元，並大大的影響了美國建築界達50 年之久。在1911 年建築師葛羅培斯設計了著名的 Fagus Factory，採用鋼筋混凝土框

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架，柱子之間開著大面玻璃已成為建築外牆面，窗下方牆部分表面以黑色鐵板施作，

形成玻璃與鐵板組成的帷幕外牆，將外牆為非承重牆之觀念顯露無遺，直到1917 年，

由Willis Jefferson Polk 設計之 Hallidie 6 層建築物，坐落於舊金山，把外牆當作外皮的 技術觀念使外牆系統正式與結構體分離，為美國近代帷幕牆第一棟建築，迄今仍在使 用，成為該市具有歷史價值之建築物地標，也由於此一案例使美國開始接納和發展這 項特性為帷幕牆。1929 年紐約知名建築師 Shreve, Lamb, and Harmon 率先使用 6000 片 鋁板用於帝國大廈，從此用鋁材料做帷幕牆之結構設計逐漸風行，經幾十年之發展並 混合各種不同建築材料成為現代帷幕牆之規模。而2010 年完工啟用的杜拜塔(哈里發 塔)樓高 808 公尺由芝加哥知名建築師事務所 SOM 所設計外牆則採用玻璃及金屬帷幕 所構成，成為當今最高之帷幕牆建築。

而台灣帷幕牆之發展，可追朔至1973 年國內田興金屬公司與日本島田順三合 作，首度引進金屬玻璃帷幕牆技術，並於本地設廠製造材料，第一棟建築物為忠孝東 路與新生南路口的世界貿易大樓，之後許多辦公大樓相繼採用金屬玻璃圍幕為其外 牆，1977 年位於重慶南路一段之中國信託重慶大樓，及採用金屬鋁擠型玻璃帷幕牆，

同年北市公園路(現為襄陽路)的國泰人壽大樓，首先使用不銹鋼帷幕牆，很快的金屬 玻璃帷幕成為當時辦公大樓外牆的一股風潮，此外，從日本引進的預鑄混凝土帷幕牆 也在這時期於國內發展，而與金屬玻璃帷幕牆同時成為往後國內帷幕牆技術發展的二 大支柱。【邱宏達，1996、林仁德，1999、葉文凱，1998】

到了21 世紀初，各項建築技術的進步已非同日而語，單就帷幕牆發展來看大 致有三個方向，其一帷幕牆材質的多樣化搭配應用，其二為單元式構法的推展應 用，其三為環境能源的考量及綠建築推展。在國內單一建材的建築設計已不敷其 挑戰性，在加上高層建築高度日益增加，及施工技術日益困難，單元式工法的應 用有其必要，於建物高度不斷增加及新建材大量使用下，對都市環境能源的影響 衝擊大，相對在節能技術及環保議題上，國內帷幕牆技術發展需有更多的提升與 發展。

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2.2.3 帷幕牆的構成與形式

帷幕牆從早期將技術引進本土後，發展已幾十年之久，帷幕牆材質也呈現多 元化的趨勢，以材質屬性方面大致可分為二大類：【江英二，1991、林仁德，1999、

紀志旻，2003、Nashed，1995】

1、 金屬類：鋁帷幕牆、不銹鋼帷幕牆、琺瑯板帷幕牆

2、 非金屬類：預鑄混凝土帷幕牆、石材帷幕牆、玻璃帷幕牆(無框式)

帷幕牆依其構法與組立的型式，大致可分下述五大系統：【江英二，1991、林仁 德，1999、紀志旻，2003、Nashed，1995】

1．直橫料系統 (Stick System)(圖 2.2)

此系統特點在於線條明快突出，且可搭配牆版變化造型 : 組合上牆帷幕牆元 件在工地上一件件組合．首先裝上固定系統(Anchor)．其次是直料(Mullion)、橫料 (Horizontal)、窗間板(Spandrel Panel)，最後加上玻漓及內部裝飾(Interion Trim)。此 種工法由於在工地上切成實際尺寸，所以材料節省、搬運費用低廉．材料之尺寸 較員彈性:缺點是工地施工時間長、費用高且品質也較難控制:但總成本比較便宜，

因此仍被廣泛採用。這種系統材料之尺寸較具彈性 : 缺點是工地施工時間長、費 用高且品質也較難控制:但總成本比較便宜，因此仍被廣泛採用。這種系統在設計 上最重要的是伸縮縫之位置和層間側向位移之考量。國內習慣上稱之為立柱式帷 幕牆構法。

2．格版系統 (Panel System) (圖 2.3)

本系統提供了整個牆面的造型．格狀的樣式有強烈的垂直及水平韻律，每塊 版在工廠整體鑄造，運至工地錨定組合而成帷幕牆。此系統類似單元化系統，所 不同者是單元化系統是自許多小零件組合．而格版系統多指單片，版．如預鑄混 凝土版(Precast Concrete)或金屬版沖壓而成之單片版。

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圖2.2 直橫料系統【Nashed，1995】 圖 2.3 格版系統【Nashed，1995】

3．窗間牆系統 (Column Cover And SpandreI System) (圖 2.4)

其施工步驟，首先是裝上固定系統(Anchoring System ) ，其次是窗間牆 (Spandrel Panel)、柱覆板(Column Cover Panel)，再安裝玻璃(Glazing-infill) : 由於安 裝之程序簡單，大部份之裝置都在工廠作業，因此品質得以控制。

圖 2.4 窗間牆系統【Nashed，1995】 圖 2.5 單元化系統【Nashed，1995】

4．單元化系統 (Unitized System) (圖 2.5)

在美國1970 年代以後，由於建築工人短缺，施工品質不易控制等因素，單元化系 統逐漸流行，成為近年來超高層建築外牆工法之主流。其特點是把帷幕牆組合規 格單元化，再依次固定於結構系統上。其尺寸大小約1.5m 寬*樓高長，相當於窗

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格跨距*樓高長。其缺點是 : 體積龐大．在運輸時表面受損情況較為嚴重．搬運上 需要裝箱保護。材料使用除所需強度外．還要考慮排水系統及周邊的框架鋁料，

因此用量大。設計上要力求精確、製造精度．因施工品質將影響到水密性。施工 用的昇降機拆除後才能進行安裝，因此有關工程配合問題，需先周密計畫。此系 統設計與施工之成效如何，圖面上無法事前揣測，需依賴試驗(尤其是風雨試驗)，

而試驗之結果也可以回饋於新系統之設計中。需減少工地電焊焊接之火花以及熱 度，以避免損壞鋁擠型及玻璃之表面。

5．複合式系統 (Unit And MuIIion System) (圖 2.6)

此系統介於直橫料系統和單元化系統間的一種構法，屬改良的直橫料系統。

先錨定兩邊直框，在直框中再安裝預組單元 ; 有時是一層樓高的版片，有時分為 裙板和玻璃窗二單元。

圖 2.6複合式系統【Nashed，1995】

2.2.4 帷幕牆之施工風險

由於高層建築已多採用帷幕牆做為包覆外牆之系統，為滿足耐震、防風、

防水、隔熱之功能，在製作及安裝上均有其施工風險而導致系統上的缺失，建 築帷幕牆工程為室外施工，施工過程中充滿許多變異性，品質管理不易掌控，

容易造成品質參差不齊之現象；因此為使帷幕牆工程有良好施工品質，施工人

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員除須具備應有的專業技能外，充分了解帷幕牆工程之特性，將有助於從事施 工品質管理實對品質之掌控。帷幕牆工程具有下列特性：【劉來旺，1993、邱 宏達，1996、陳志宏，2005】

1、 戶外施工，品質易受環境與天候影響

帷幕牆工程之現場施工階段均為戶外施工，施工過程中受天候因素之影 響，施工品質之變異較其他工程作業項目大，因此品質控制不易。

2、 外部高空作業，危險性高，影響工程品質

帷幕牆工程作業，相關施工人員必須於高空環境下作業，如不注意安全衛 生管理規定相對容易發生災害事件，且會影響施工品質。

3、 施工品質不良，有公共危險之虞

建築帷幕牆工程若因品質管理不當或施工不良時，不僅影響建築物之使 用，更可能對公共安全產生危害。

4、 缺乏施工標準作業程序，品質管理不易

面對規模龐大且作業繁雜的建築帷幕牆工程而言，如缺乏相關書工作業之 標準，相關品質管理不易掌控。

5、 施工人員之專業技術能力參差不齊，對帷幕牆工程之施工品質管理不易。

2.3 失效模式與效應分析(FMEA)

所謂「失效模式與效應分析（ Failure Model and Effects Analysis ，FMEA） 」 是在新產品或工程設計過程中，於事前給予預防性的分析工作，利用一種結構化 的方法，提供工程人員從概念開始就透過分析作業，列出可能失效之模式及可能 造成之影響評估，並在過程中不斷地預估、設計、修正及改善，使得新產品或工 程設計能達到最佳化【郭榮沛，1995】。FMEA 的特點在建立產品每個零組件的所 有失效模式，在此基礎上，再去分析上一層的各種失效模式，是一項定性的分析 方法。【曹建齡、楊義明，1997】

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表2.1 失效模式與效應分析（FMEA）之發展歷程

美國自1970 年代起努力將 FMEA 作業規範化，隨後日本各工業公司也大量運 用。在我國隨著品質學會對可靠度工作的積極推展，以及可靠性技術的深入和運

年代 發展歷程

1950 年代 美國格魯曼（Grumman）飛機公司首先提出 FMEA 應用於飛機主 操控系統的失效分析。

1957 年 波音（Boeing）與馬丁（Martin Marietta）公司正式在期工程手冊 中列出FMEA 之程序。

1960 年代 美國航空太空總署（NASA）將 FMEA 成功的應用於太空計劃。

1974 年 美國軍方出版MIL-STD-1629 軍用標準 FMEA 作業程序。

1977 年 美國福特汽車公司在其教育手冊中公佈FMEA 的作業標準，此後 美國各汽車廠相繼引用FMEA 技術，並依應用對象建立設計 FMEA 及製程 FMEA 二套程序。

1980 年 美國軍規MIL-STD-1629 改版為 MIL-STD-1629A 並沿用至今。

1985 年 國際電工技術委員會IEC 修改 MIL-STD-1629A，出版國際標準 IEC-812。

1993 年 北美三大汽車公司「福特（Ford）」、「克萊斯勒（Chrysler）」與「通 用（General Motor）」在美國品管學會（ASQC）與汽車業互助團

（Automotive Industry Action Group , AIAG）的贊助下整合各汽車 公司之規定與表格，完成「潛在失效模式與效應分析參考手冊」，

統一了汽車工業失效分析的程序與表格。

1995 年 「潛在失效模式與效應分析參考手冊」完成修訂二板，並成為自 動機工程學會SAE 的正式文件 SAE J-1739。

2000 年 國際品質保證系統ISO-9000 系列，強調產品的品質管制、矯正 與預防措施，將FMEA 列為評鑑的必備要項

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用，企業界對產品FMEA 的分析也就逐漸受到重視，加以目前 ISO9000 及 QS9000 的導入，各公司對其供應商應執行 FMEA 制度的要求更有所規範與依據。【曹建 齡、楊義明，1997】

2.3.1 FMEA 的起源與發展

失效模式與效應分析（FMEA）技術的起源【何錦忠，2004、李浩氶，2004、

李政儒，2006、羅瑞雪，2007、黃利民，2009】，首先是由美國格魯曼（Grumman）

飛機公司，應用於飛機操縱系統的失效分析。由於其有效性獲得肯定，此項分析 技術逐漸由軍用航空工業發展到所有軍用品。其強調事先的預防、降低品質差異 與保有產品的再現性及穩定性、同時減少過程中所造成的浪費、不良品及廢棄物。

FMEA 的實施已成為此三大汽車廠要求為合格供應商的一項能力與資格憑證的基 準，在QS 9000 系列中列為一項標準及必備核心分析工具，使FMEA 廣泛地在不 同的企業中被應用。近年進一步發展到工業應用，並被納入許多國際標準中，成 為發展各種工業產品必需之分析方法，發展歷程詳表2.1。

2.3.2 FMEA 相關名詞與定義

實施FMEA 有關的名詞定義如下：

1、 可靠度（Reliability）：一個系統或組件在規定（需要）的特定環境條件 下，與特定的時間下，完成其預定機能的機率。

2、 失效（Failure）：或譯為「故障」，為系統元件本身或產品，未能發揮預 定的狀態。（例如：在規定條件下（環境、作業、時間）不能完成既定 功能；或在規定條件下（環境、作業、時間），產品或元件參數值不能 維持在規定的上下限之間；以及產品在工作範圍內，導致零組件的損壞 現象等）。

3、 失效模式（Failure Mode）：失效模式是指在系統構件中所發現的失效狀 況所造成的效應，具體地描述失效發生的方式。

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4、 嚴重度（Severity）：失效對於達成系統任務所造成之影響，亦即某失誤 發生後，對客戶、使用者、下一製程或對系統產生影響之程度。

5、 發生度（Occurrence）：某失效模式會發生機會大小程度，通常以每年會 發生的次數來決定其等級程度，可依產業或個案需求訂定。

6、 難檢度（Detection）：指某種失效模式或是效應在其發生前被檢測出來 的機率，或是失效模式能被客戶察覺出來的機會或難易度。

7、 風險優先數(Risk Priority Number，RPN)：FMEA 風險評估方法之一，

是以嚴重度(S)、發生度(O)、和難檢度(D)三者的乘積，用以評估風險 的高低計算公式如下：

RPN= S*O*D ………(1)

8、 建議措施：失效模式依 RPN 數列排序其風險順序時，針對最高等級的影 響提出矯正錯施，任何建施措施的目的在於減少嚴重度、發生度、難檢 度的等級。一般考慮的錯施維修改設計、測試設計、修改原物料規格、

修改測試計畫、加強品管檢驗等。

2.3.3 FMEA 的實施對象與應用時機

由文獻得知 FMEA 廣泛地被應用於各行各業，諸如國防、航空、工業製品及 民生用品等有形產品之設計，其中以汽車及一般產業使用的比例較高，而其使用 的時機則已偏及產品生命週期的每一階段，目前的使用仍較偏重於產品的設計及 製造階段【許盛堡，2002】。失效模式與效應分析依實施對象的不同，大致可分為 設計FMEA 與製程 FMEA【郭榮沛，1995、許盛堡，2002】，設計 FMEA 主要應 用於產品的設計階段，目的在於找出初期設計的失效模式的可能來源，並給予必 要的對策，以減少投入生產時大量設計變更的發生。製程FMEA 的實施對象主要 是應用於製造工程的規劃上，著重在生產或施工機器、設備、工具、工作站、生 產線、量具等，而以各種工程之製程為重點實施對象，其目的在於分析可能之失 效模式，及早給予對策，並降低正式生產後對於生產線的影響程度。FMEA 隨著

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產品在系統開發階段、產品設計階段、生產製程階段及上市後的售後服務階段的 不同，分為系統FMEA、設計 FMEA、製程 FMEA 及服務 FMEA 等四個類型

【Stamatics，2003】。因此基本上 FMEA 可以應用於任何產品或工程的開發設計，

從產品設計、試驗、到首次樣品的發展而後生產製造，品管驗收到產品上市後的 顧客使用等階段皆可適用這種工程手法。在國際上許多知名企業對失效分析都作 了如下的類似規定：「在產品研究各階段中，例如在完成概念與初步設計之後，應 進行設計結構失效模式的分析，在生產設計之後，要進行製程加工失效模式的分 析」【曹建齡、楊義明，1997】。設計 FMEA 與製程 FMEA 的比較如表 2.2

表2.2 設計 FMEA 與製程 FMEA 的比較 名稱 設計FMEA 製造FMEA 目的 評價系統或機器的故障模式，對

其系統或機器會有如何影響。

評價製造工程中發生不適合對機 器或系統會有如何影響。

體制 以設計為中心 以生產管理為中心

解析方法 對系統或機器之故障模式作檢 討，在發生故障時，對機器或系 統之任務的影響，以及對人類之 影響作調查。

在製造工程中發生不適合影響其 製造工程或可能製造出多數的不 良品作一檢討。

輸入資料 有關系統或機器之構成動作、操 作等資料。

可靠度方塊圖。

故障模式。

輸入於工程之材料或零件。

工程流程圖。

具製造工程之輸出。

推測的不適合之事項 輸出資料 設計FMEA 圖。 工程FMEA 圖 特點 對硬體單一故障隻解析最適合。

對構成器之所有的故障可做檢 討。

勿須對機器之故障率等作事前調 查。

可以變更為有效果之設計。

可掌握製造工程之流程，知道工 程的缺點。

可找出常發生不良品的故障及裝 配後對系統或機器有重大影響的 故障,而作有效的對策。

資料來源：謝財源 等，1990

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圖2.7 應用 FMEA 手法之產業(資料來源：小野寺勝重，2001)

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圖2.8 生命週期各階段 FMEA 應用情形(資料來源：小野寺勝重，2001)

2.3.4 FMEA 的實施步驟

FMEA 的實施ㄧ般系由零件層次往系統層次分析，即由下而上的程序。然而，

當系統軟體功能、硬體項目尚無法確認，或系統相當複雜時，則可從啟始層次往 較低層次向下分析，即由上而下自系統層次往零件層次進行。對於較複雜的系統 則應考慮兩種方法結合應用【小野寺勝重，2001、陳相如、吳貴彬，2002】。

FMEA 的實施由失效模式分析作起，必須仔細檢查每一項目的因果關係，始可 瞭解全盤狀況。對於複雜的產品，必須把產品功能劃分成好幾個分系統，每個分 系統再劃分成更細的單元，由每個單元可能造成的失效模式及效應分析，研究採 取有效的預防及矯正措施。在實施的過程中除了組織相關人員共同運作外，如何 選擇失效模式並分析其所產生的影響，從而找出影響最嚴重的失效模式更是一項 重要的技巧。設計FMEA 與製程 FMEA 的實施程序大致相同， FMEA 的作業程 序大致分為已下八個主要步驟：【陳紹興，1988、謝財源等，1990、曹建齡、楊義 明，1997、關季明，1999、小野寺勝重，2001】

1、 定義系統功能 2、 決定分析層次

3、 繪製功能方塊圖及可靠度方塊圖 4、 列舉潛在失效模式（FMEA 製表）

5、 研判失效原因與失效影響（FMEA 製表）

6、 評估失效風險值 7、 研擬預防與改善措施 8、 評估改善結果

茲將上列八個作業步驟簡要說明如下：

1、定義系統功能

FMEA 作業的第一步就是對分析的對象加以定義，此即所謂的系統定

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義，包括系統功能與規格、系統的整體任務輪廓，系統未來使用的預定環境 輪廓，以及其真正使用時操作環境。完整的訂定每一產品之功能與規格，清 楚的說明待分析產品的內容。

2、決定分析層次

決定分析層次是指FMEA 分析應分析到哪一層次，一般分析層次區分為 系統、分系統、模組、組件及零件五個層次，實際分析作業進行可依產品系 統的大小或複雜性酌予擴大或縮減其層次。有關分析層級的選擇有下列幾項 原則：

i. 能對其功能做完整描述的層次。

ii. 本層次發生嚴重性不高時即停止在往下層次分析。

iii. 以維修保養的層級為主。

3、繪製功能方塊圖與可靠度方塊圖

功能方塊圖系描述產品系統各功能間相互之關係，其作用在使分析者瞭 解各組件功能信號再傳遞時，其輸出與輸入的邏輯關係。可靠度方塊圖系說 明產品系統各單元間在可靠度計算上之串、並聯關係，用以定義在每一壽命 週期內系統各相串聯之獨立及非獨立功能方塊，為計算可靠度值之基礎依 據。功能方塊圖繪製時以系統之主功能為考量重心，依次繪出其他功能與主 功能之關係。依據功能方塊圖，利用可靠度模式的原理及零組件的失效定義，

則可繪製成串聯、並聯或兩者組合而成的可靠度方塊圖，以利後續效應分析 的探討。

4、列舉潛在失效模式（FMEA 製表）

依據前三項的資料和先期規劃的準備，利用失效模式與效應分析表或關 鍵性分析表的格式，可以列出產品或製程的潛在失效模式。由於FMEA 乃是 愈想性的失效預防分析工作，因而潛在中的失效可從下述各方面來預想：

i. 從相同或類似之元件曾在其他系統中使用時所發生過之失效現象來推斷，

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此種方式簡稱經驗法，資訊來源包括各種文獻報告、設計、手冊、品質報 告等。

ii. 從操作使用之環境對於元件造成之影響來分析。

iii. 運用腦力激盪（Brain Storming）方式，列出所有可能之失效現象。

5、研判失效原因與失效影響

將所有各種可能潛在失效現象均一一列舉出來後，即可進行失效模式之 整理，分析歸納其失效原因，進而評估失效所產生的影響。一個失效模式的 原因也許不只一種，須把相關的原因一一列出。某一個部位產生失效，也可 能會連鎖地造成其他部位的影響。因此對於在構造、機能上相鄰接之系統的 影響要能清析的紀錄，才能在作失效模式與效應分析時不致有所致偏差。

6、評估失效風險值

本步驟乃是衡量失效項目對系統的影響程度，給予權數評分。評估的方 法有許多種，最常採用的風險優先數法（RPN），對失效模式的發生頻率、影 響程度以及檢查的難易程度給予權數評分。

7、評估失效風險值

找出失效模式風險之優先次序後，即可根據現行管制方式，研擬失效之 偵測方法及補救措施，以作為預防失效或改進設計與工程弱點之行動參考。

8、評估改善結果

經評估風險指數大者，其對應之失效模式，應在FMEA 表中填寫防止失 效的措施，再下一次的設計驗證或生產測試中加以鑑定，以重新評估風險指 數是否降低。

2.3.5 FMEA 評價方法

失效模式與效應分析主要目的係在指出於設計時可能發生的潛在失效模式，

依序探討其失效對於系統的影響，並給予定性之評價，然後再針對系統中可靠度 之各問題點，採取因應對策。因此，除了表單的建立外，另一項重要的工作就是

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如何評價各因子的影響程度，使高風險度的影響因子，能正確的反應產品本身的 可能失效情況，以便讓工程人員快速的採取有效對策，降低產品風險，減少成本 浪費與縮短開發時程。本研究選擇之評價方法為風險優先數法，是目前最為各行 業所採取的方法，其風險優先數（RPN）是由發生度、難檢度極嚴重度三個因子 相乘而得。

第2.3.2 節中式(1)之 S 是失效發生後對產品影響嚴重程度之估計（稱為嚴重 度），O 是失效原因發生頻率之估計（稱為發生度），D 是對現行管制方法檢測失 效難易程度之估計（稱為難檢度）。QS9000 將 S、0、D 均分為 10 級，每級 1 分，

及數越高，分數越大，對產品失效的影響也就越大。因此RPN 的值將介於 0 至 1000 之間，根據RPN 指數，選取越大的值，對其失效模式優先採取改進措施。發生度、

難檢度及嚴重度三個因子的程度等級與分數對照表分別如表2.3~2.5【謝財源等，

1990、Chrysler, Ford, General, and Plexus QS-9000 Training System，2000】。

表2.3 發生度評估標準表

失效機率 可能的失效率 等級

極高：失效幾乎不可避免 ≧1/2 1/3

10 9

高：一在重複失效 1/8

1/20

8 7

中：偶爾發生失效 1/80

1/400 1/2000

6 5 4

低：較少失效 1/15000

1/150000

3 2 極低：不太可能出現失效 ≦1/150000 1

25

表2.4 難檢度衡量標準表

難檢度 檢測的可能 等級

絕對不確定 設計管制無法檢測潛在原因即失效機制或根本無設計管制 10 極稀少 設計管制極少有機會檢測出潛在原因即失效機制 9 很少 設計管制很少有機會檢測出潛在原因即失效機制 8 非常低 設計管制只有非常低的機會檢測出潛在原因即失效機制 7 低 設計管制檢測出潛在原因即失效機制的機會低 6 中等 設計管制檢測出潛在原因即失效機制的機會中等 5 尚可 設計管制檢測出潛在原因即失效機制的機會尚可 4 高 設計管制檢測出潛在原因即失效機制的機會高 3 極高 設計管制檢測出潛在原因即失效機制的機會極高 2 幾乎肯定 設計管制一定可檢測出潛在原因即失效機制 1

表2.5 嚴重度衡量標準表

效應 效應的嚴重度 等級

危險無警訊 失效模影響到安全操作或違反政府規定，且無警示 10 危險有警訊 失效模影響到安全操作或違反政府規定，但無警示 9

極高 零組件無法操作，影響主要功能 8

高 零組件還能運作，但表現降低，導致顧客不滿 7 中 零組件還運作，但舒適及便利項無法操作，導致不滿 6 低 零組件及舒適／便利項可操作，但表現較低 5 極低 大多數顧客會注意到的外觀段差獲異音等缺點 4 輕微 一般顧客會感到不滿意的外觀段差獲異音等缺點 3 極輕微 只有挑剔顧客才會感到不滿意的外觀段差獲異音等缺點 2

無 無影響 1

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第三章 帷幕牆施工階段之管理

經文獻回顧可知單元式帷幕牆工法歷經不斷開發與改良，已然成為建築工程 帷幕外牆施工工法之首選，除單元式帷幕工法大量生產施工迅速，精度與品質比 較穩定優異外，同時具有與結構體重疊施工有效縮短施工總體工期等優點。

然而在帷幕牆各單元製造與施工階段之過程中，各階段從材料進場檢驗、加 工組裝、儲存運輸，乃至於施工現場之測量、鐵件埋設、安裝吊放、防水處理…

等，潛藏了許多不可知的風險因子與危害因素，這些風險因子若未能於各階段及 早檢討與因應，將可能隨這工程進行而逐一浮現缺失，甚至造成整體帷幕牆系統 上功能上缺失，進而有危及公共安全之疑慮。

帷幕牆承包商於承攬帷幕牆工程後，必須進行系統設計及繪製各型單元設計 與施工圖說，與業主、建築師及相關配合單位協商與確認後，應製作足尺視覺模 型，模型之尺寸、材質、顏色、進出面尺寸均與未來成品一致，經業主及建築師 進行實地勘查確認外觀設計後，於各單元開始正式量產之前，必須先進行風雨試 驗之系統驗證程序，以驗證該系統能合乎相關法規及設計規範之性能規定。

在完成風雨試驗之系統驗證後，帷幕牆承包商繪製各標準單元細部設計圖以 及施工圖併同結構計算輸送相關單位審查，完成圖說審查後即進入施工階段，單 元式帷幕牆施工階段可分為：工廠製造階段以及工地吊裝階段，以下將分別針對 各階段產製以及施工之管理與查核詳加說明。

3.1 單元式帷幕牆工廠製造階段

單元式帷幕牆從單元版片生產到工地吊裝的整個過程中，施工細節繁複，亦 須縝密的規劃，由於單元版片是在工廠預先組裝完成，再利用板車運至工地現場 吊裝，所以在工廠加工組裝階段時單元版片的品質也決定了大半，相關安裝時及 日後所產生的缺失狀況也與工廠加工組裝階段有極大的相關，參考中華帷幕牆發 展協會會刊整理出單元式帷幕牆於工廠製造階段流程圖如圖3.1，另本研究將其細 分為6 個施工項目如圖 3.2，以下並針對各項施工項目予以說明。

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圖3.1 單元式帷幕牆於工廠製造階段流程圖 單元式帷幕牆於工廠製造階段項目可細分為：

1、材料進場檢驗 2、加工裁切 3、框架組裝

設計簽認圖 加工及組裝圖

包裝出貨 鋁型材加工

鋁板燒焊 大框直料、編號、配件組裝

板材、配件、機械加工

防水板組裝

中間檢查 中間檢查

鋁板塗裝 大框直橫料組成

鋁板組裝 編號作成 尺寸顏色 檢查確認

直橫料接頭防水板矽膠施作 防水板大框組裝

靜置養生 尺寸編號 檢查確認

最終檢查

yes yes yes

yes yes

yes

NO NO NO

NO NO

NO

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4、背襯板安裝及防水施工 5、玻璃及石材安裝

6、包裝與運輸

圖3.2 加工組裝製作階段流程圖(本研究整理)

3.1.1 材料進場檢驗

單元式帷幕牆材料於材料工廠先行製造，加工並運至組裝加工廠組裝，然後 方運至工地吊裝，所以帷幕牆單元運至工地吊裝前，必須先確保所有單元材料的 品質合於合約標準及規範要求，固帷幕牆材料於工廠製造完成及加工廠處理完畢 後均應通過檢驗程序，然後才可運至後段工廠組裝，以確保帷幕牆之品質。

帷幕牆後段組裝廠於材料進場後須進行檢驗工作，檢查項目及方法如表所 示，檢驗流程如圖所示，其判定基準依合約書所要求之標準或規範而定。

其主要檢驗項目包括：

進場材料檢 驗驗收完成

防水施工 材料裁切加工

框架組裝

背襯板組裝 成品檢驗

靜置養生 矽膠/結構膠

施作 玻璃/石材安裝

包裝儲存

運輸出貨

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1、 鋁擠型及鋁板(或鐵板) 2、 矽膠(含結構膠)

3、 玻璃 4、 石材

5、 墊塊及膠條 6、 表面塗裝

表3.1 用料檢驗項目及方法

材料名稱 檢驗項目 檢驗方法 判定基準 檢驗頻率 金屬材料(鋁擠

型、鋁板、鋼 板、型鋼、不銹 鋼)

形狀、尺寸、外觀、

厚度、平整度、機械 性質、化學成分

儀器測量 目測

實驗室試驗

材料規範 合約標準 CNS 標準

抽驗 全檢

隔熱材料 性能、型狀、尺寸、

外觀

儀器測量 目測

材料規範 合約標準

抽驗 全檢 玻璃 厚度、尺寸、外觀、

性能、特別處理項目

儀器測量 目測

實驗室試驗

材料規範 合約標準

抽驗 全檢 石材 厚度、尺寸、外觀、

性能、

儀器測量 目測

實驗室試驗

材料規範 合約標準

抽驗 全檢 墊塊及膠條 性能(有無老化)、尺

寸、外觀、硬度

儀器測量 目測

材料規範 合約標準

抽驗 全檢 矽膠(含結構

膠)

性能(附著相容性、

老化)、有效期限、

外觀

儀器測量 目測

材料規範 合約標準

抽驗 全檢 表面塗裝 膜厚、色澤 儀器測量

目測

材料規範 合約標準

抽驗 全檢

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圖3.3 工廠進料檢驗流程圖

3.1.2 加工裁切

帷幕牆單元完成各項材料檢驗後，及進行裁切加工作業，而在加工及裁切的 過程中，構材加工及裁切的尺寸精度是否控制於規範標準以內，都會直接影響到 日後組裝及安裝時的難易度及精度，因此對帷幕牆而言加工裁切是相當重要的一 項製作階段，相關構材加工精度包括：長度尺寸、厚度尺寸、對角線尺寸、沖孔 (鑽孔)加工精度、表面平整度。

依據簽認設計圖及製作要領書及施工規範，按製圖規定及製作基準，製作成 材料進場

辦理入庫 檢驗

填寫品質異常 通知協力廠商會勘

瞭解異常原因 進行補救措施

合格

不合格

檢驗

合格

退回重做

全數檢驗

不合格 合格

不合格

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加工圖，指示材料之切斷尺寸，缺口尺寸，折彎尺寸等，充分使製作不產生錯誤。

機械加工（鋁擠型材、板材）：根據加工圖，使用專用機械及工具，確認相對 位置進行加工。

1、 切斷

根據加工圖正確切斷

表3.2 材料切斷品質管理表

材料區分 使用機械 製作基準 檢查方式 不良處理 鋁擠型材 自動鋦床 切斷尺寸容許誤差2m

未滿：±0.5mm 切斷角 度容許誤差±1.5mm 鋁板、不銹

鋼、鐵板

剪床 切斷尺寸容許誤差1m 未滿：±0.5mm

1m 至 2m：±1.0mm 2m 以上：±1.5mm

每批（每同一尺寸）

檢查最先製品 N＞5，C=0

查明原因採 取對策不合 格品加以整 修或以不良 處理

檢查要領：用金屬定規 n：樣品數 c：不良品 2、 機械加工

依據加工圖，使用游標尺，專用工具等，確認相對位置後再加工，加工中充 分注意勿使鋁擠型表面產生傷害。

表3.3 材料加工品質管理表

材料區分 使用機械 製作基準 檢查方式 不良處理 鋁擠型材 沖床

鑚床 銑床 旋臂鋁床 板材 沖床

缺孔尺寸容許 差：±0.5mm 在缺孔部位之孔位 置：±1.0mm

游標尺 鋼尺

檢查每一批之 最先及最後製 品

N=2 C=0

檢查要領：用游標尺測定 不良處理

i. 查明原因採取對策，不合格品加以整修或以不良品處分。

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ii. （如係最先製品）對策後在確認檢查合格後，進行作業。

iii. （如係最後製品）全批全部檢查，進行篩選。

3、 彎曲加工

根據工作圖，照指示尺寸形狀正確進行彎曲加工 表3.4 材料彎曲品質管理表

材料區分 使用機械 製作基準 測定工具

板材 壓床 彎曲尺寸容許誤差

角度１m 未滿：±1.0mm±2.0mm 1m-2m：±1.5mm±2.5mm

游標尺 鋼尺 角尺 檢查方式及不良處理與（2）機械加工同

圖3.4 鋁擠型雙頭鋸加工示意圖

（資料來源：金屬帷幕牆製造技術手冊）

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圖3.5 鋁擠型加工圖(範例) (資料來源：金屬帷幕牆製造技術手冊)

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圖3.6 帷幕牆單元固定繫件示意圖(資料來源：翔聯施工製造圖)

3.1.3 框架組裝

組裝人員依組裝加工圖從儲存區取得組裝所需的材料，先對照材料推車上的 編號，之後依組裝圖確認推車內的組件齊全無誤，在確認之後，組裝員將會依組 裝圖來決定最佳的組裝流程，並確定於正式組裝前進行並完成預組。組裝員會將 主要的部份放置於組裝桌上並將直料、橫料、中橫料及下橫料進行組裝直料與橫 料接面之保護膠紙先切除。

組裝人員使用抹布以有機溶劑清潔中橫料及下橫料兩端、直料頂端、直料與 中橫料和下橫料交接處、以及直框料所連接的上橫料。使用浸溼的抹布擦拭擠型 料表面要打膠的部位，並作第二次擦拭，擦拭完畢後，將直料的頂端、中橫料和

二次固定件 (調整前後)

左右調整後定位(固定端) 二次固定件

鋸齒華司 活動端扣件

上下調整定位螺栓

預埋固定件