AIAG-VDA FMEA 改版：PFMEA 七步驟實作

美國與德國車廠協會合編的一本手冊，取代雙方各自的舊版

失效模式與影響分析（Failure Mode and Effects Analysis, FMEA）是在產品還沒出問題之前，先系統性地找出「哪裡可能出錯、出錯會怎樣、為什麼會出錯」，再決定要先處理哪些風險。

2019 年 6 月，美國汽車工業行動集團（AIAG）與德國汽車工業協會（VDA）合作發行 AIAG-VDA FMEA 手冊，取代了 AIAG 的 FMEA 第 4 版，以及 VDA 第 4 冊的產品與製程 FMEA。

寫 FMEA 的四個原則

不是每一份 FMEA 都要從零開始寫

已經會舊版的人，先抓這五件事

1. 新增 FMEA-MSR

除了原本的 DFMEA 與 PFMEA，新增「監控與系統回應 FMEA 補充」（Supplemental FMEA for Monitoring and System Response, FMEA-MSR）。

它是為了先進駕駛輔助系統（ADAS）這類會自我診斷、失效時自動回應的技術而設計：分析客戶開車時軟體、電子或機電系統的潛在失效，評估失效能不能被客戶或系統偵測到、系統該怎麼反應，目標是維持安全或合規狀態。一般沖壓、組裝廠的 PFMEA 用不太到。

2. 分析變成固定的七個步驟

3. RPN 變成 AP

在步驟五，舊版的風險優先數（Risk Priority Number, RPN）被措施優先級（Action Priority, AP）取代。

AP 排的不是「風險有多高」，而是「降低風險的措施要先做哪個」。第 15 節有查詢工具，可以實際比較 RPN 和 AP 的差別。

4. 建議措施拆成兩欄

步驟六的「建議措施」（Recommended Action）拆成兩欄：預防措施（Preventive Action）和探測措施（Detection Action）。

5. 表格從 17 欄變 27 欄

新版表格不是單純加欄位，而是照步驟分區：從左到右依序就是結構、功能、失效、風險、優化。下面是 PFMEA 表格的主要欄位（省略表頭與部分選填欄）：

表格往右捲動可以看完整欄位。實際填好的完整表格，見第 11 節。

先講清楚這份 FMEA 要分析什麼、不分析什麼

目的：擬定 FMEA 專案計畫，識別專案需求與邊界（包含與不包含哪些產品、製程）。

專案需求與邊界

• 專案識別：這個產品有新要求嗎？客戶要求 FMEA 嗎？我們有設計控制權嗎？我們是自己製造還是外購？
• 專案邊界：要包含、不包含哪些項目。考量法律要求、技術要求、客戶需求與期望（客戶包含內部與外部）、類似產品的 FMEA、圖面等。
• 可考慮做 PFMEA 的製程：不只製造本身，還有進料、儲存、運輸、包裝、標籤、成品運輸、維護、檢測、重工、維修。

用 5T 擬專案計畫

DFMEA 與 PFMEA 在 APQP 裡的時間點

團隊角色

把製程拆成三層，畫出分析範圍

目的：識別製造系統，拆成三層：

• 產出：結構樹（Structure tree）或製程流程圖。
• 把分析範圍視覺化，看清楚有哪些製程步驟與子步驟。
• 是功能分析的基礎：結構分析做完，才能做功能分析。
• 也是和客戶、供應商溝通的工具。

範例：結構樹

其他範例，整理成表格：

每一層「應該做到什麼」，寫得越完整，失效才找得越完整

目的：確保產品與製程的預期功能、要求有適當地分配到每一層。產出功能樹（Function Tree）或功能網，並作為失效分析的基礎：功能分析做完，才能做失效分析。

結構、功能、失效是同一張圖的三層

功能分析的每一格，翻到反面就是失效分析的那一格。往左問「它的作用是什麼？」，往右問「怎麼做到的？」

功能怎麼寫

• 描述製程項目與製程步驟的預期用途，一項可以有多個功能。考量功能與要求、環境條件、安全要求。
• 用「動詞＋名詞」、現在式，例如「鑽孔」、「焊接支架」。
• 功能寫得完整，後面的失效才找得完整。

製程項目的功能分三個對象

要求（特性）

• 產品可區別、可量化的特徵，例如內徑、厚度；和製程功能的績效有關，可以判斷、測量。
• 來源：圖面、產品規範、內外部要求、法規、行業規範、客戶要求（例如產能）、成本。
• 建議先寫可測量的產品特性，再寫性能要求。PFMEA 不一定要寫出具體量測值。

範例：功能分析

更多範例，整理成表格：

找出每一個功能的失效鏈：原因、模式、影響

目的：辨識每個製程功能的潛在失效影響、失效模式、失效原因。每個製程步驟、每個工作要素都要做。產出魚骨圖、失效鏈或失效網（Failure Network），是風險分析的基礎，也是和客戶、供應商溝通的工具。

製程步驟的失效，可以從產品或製程特性推斷：不符合要求、不一致或執行不完全、非預期的動作、不必要的動作。

失效鏈

三者都是「失效」，只是關注的對象不同。從失效模式出發：往後問「會造成什麼後果」找到影響，往前問「為什麼會發生」找到原因。

FMEA 瀑布：上一層的原因，是下一層的模式

同一個失效，換一個層級看，角色就換了。這也是 DFMEA、PFMEA 能互相串起來的原因。

失效影響 FE

以客戶可能注意到或體驗到的狀況描述。客戶包含內部（作業員、下製程）與外部（法規單位、最終使用者）。影響安全或不符法規的，要明確寫出來。分三方面：

失效模式 FM

• 製程讓產品無法交付、或達不到預期功能的狀況。FM 是潛在的，不一定會發生。
• PFMEA 原則上假設設計沒問題；如果真的是設計問題導致製程問題，要回頭和設計團隊溝通。
• 用技術術語，不用客戶看到的症狀。例如「客戶無法組裝」要寫成「內徑太小」。
• 參考品質異常與客訴紀錄、相關人員討論、類似製程，評估要完整。

失效原因 FC

• 失效模式為什麼會出現。要簡短具體，才能針對性地採取措施。「缺陷」、「破損」、「操作失敗」、「不遵守要求」、「不正常」都太模糊。
• 從 4M 分析：人員、機器設備（含檢具、夾具）、間接材料（油、洗劑）、環境（溫度、照明）。
• 間接材料原則上假設來料正確；但歷史資料顯示來料有品質問題時，可以例外處理。
• 分析以往的 FMEA，可以先列出一份初始清單。

範例：失效分析

更多範例，整理成表格：

盤點現有控制，打 S、O、D 分數，排出 AP

目的：用嚴重度（S）、發生率（O）、探測度（D）評估風險，排出需要採取措施的優先順序。

先盤點現有控制

預防控制也能用在製程規劃階段，盡量降低失效發生的可能，避免工廠佈局上的缺陷。

打分數

措施優先級 AP

• 資源、時間、技術都有限，所以要排序。AP 表涵蓋 S、O、D 全部 1000 種組合，權重 S > O > D。
• RPN 只有 120 種結果，三者權重相同，不同組合會得到同一個分數，排不出先後。如果還要用 RPN，建議改用 S×O 等方式排序。
• DFMEA 和 PFMEA 共用同一張 AP 表，FMEA-MSR 用另一張。組織如果改過 S、O、D 評分表，AP 表也要跟著審查。

製程理解路線圖

決定措施、指定負責人、做完再重新評分

目的：找出降低風險的措施，評估措施有效性，降低做出或交出不合格品的風險。也是團隊、管理層、客戶、供應商溝通的基礎，以及持續改善的起點。

措施怎麼擬

• 主要是降低發生率（O）、提升探測能力（降低 D）。改善不一定會降低風險評級。
• 措施要具體、可衡量；已經在計畫中的活動不算新措施。
• 每個措施要有負責人和目標完成日，並記錄實際完成日。目標日要合理，例如量產前、客戶交期前。
• 決定不再處理的，可以在備註寫「無需採取進一步措施」，表示這項風險分析已完成。
• 製程有變更時，FMEA 受影響的部分要重新審查。

最有效的優化順序

措施的狀態

• 措施執行後要確認有效，重新評估發生率與探測度（可能得到新的 AP），才算完成。
• 每一項都評完 AP，並接受風險水準或記錄措施結案，整份 FMEA 才算完成。
• 不採取措施，AP 就不會降低，風險會留在產品裡。
• PFMEA 是過程的歷史紀錄，包含決策與改進的歷程，初始的 S、O、D 要保留可查。

把分析結論整理成一份報告，讓沒參與的人也看得懂

目的：總結並溝通 FMEA 的結果：記錄採取的措施與成效、措施後的風險評估，以及風險降到哪個可接受的水準。

FMEA 報告不能取代 PFMEA 本身的審查，它是摘要：確認每個任務都完成，並評審分析結果。格式可以由各方商定（分析細節與知識產權由編製 PFMEA 的公司保留），但應該點出失效的技術風險，可以包含：

1. 5T 專案計畫與最終狀態：目的、時程、團隊、範圍、使用的分析方法。
2. 分析範圍的摘要，標出新增的內容。
3. 功能開發過程的摘要。
4. 至少總結已確認的高風險失效，附 S、O、D 評分表與 AP 排序。
5. 已採取與計畫中措施的摘要，含狀態。
6. 進行中措施的計畫：開放措施的結案承諾與時程、量產期間持續修訂 PFMEA 的承諾、找出並修正基礎 FMEA 錯誤的承諾。

把七步驟填進同一張表：一列從左讀到右，就是一條完整的失效鏈

新版表格的欄位依步驟排列。讀的時候抓住一個原則：同一列從左到右，就是「這個工位、這個要素 → 應該做到什麼 → 做不到會怎樣 → 現在怎麼管 → 風險多高 → 要改什麼 → 改完剩多少風險」。

表頭：步驟一　計畫和準備

表身：步驟二～六

表格很寬，可以往右捲動，或按下方按鈕開全螢幕。斜線格是留給你練習的空格。

PFMEA 製程一般評估準則，依失效影響評分

手冊原表最右邊還有一欄「公司或產品線範例」，留給各公司自行填寫。

依失效原因的預估發生頻率評分，要把預防控制算進去

• 頻率是評估當下的定性預估，不一定反映真實發生率；分數是這份 FMEA 範圍內的相對值。
• 同一個原因有多個預防控制時，用最能反映控制有效性的分數。

依檢測方法的成熟度與探測機會評分

選 S、O、D，直接查 AP，順便和 RPN 比一比

DFMEA 與 PFMEA 的 AP 表

表內 D 欄分四組：7－10（低～非常低）、5－6（中）、2－4（高）、1（非常高）。

S=1（沒有可察覺的影響）：不論 O、D，AP 都是 L。

參考資料

本講義的評分表（嚴重度、發生率、探測度）與措施優先級（AP）表，整理自下列手冊第 1 項；原表以手冊為準，實際評分請依手冊與客戶要求。範例一改寫自手冊範例，範例二（鎖附站）為講義自行設計的示意用虛構範例。
本講義僅供教學目的，內容整理自上述手冊並標明出處；完整內容與正式使用請依 AIAG／VDA 原版手冊為準。

• AIAG & VDA, FMEA Handbook（AIAG & VDA FMEA 手冊），1st Edition, 2019。出版單位：Automotive Industry Action Group（AIAG）、Verband der Automobilindustrie（VDA）。
• fmea-training.com 系列文章
• Nilakantasrinivasan Janakiraman, AIAG-VDA FMEA Training, Udemy
• 劉昱廷，《最新圖解 失效模式分析與實務應用》，2021
• 領導力企管：失效模式與效應分析系列文章
• 江名宗，〈對於新版 FMEA 所應有的認知〉，BSI 第 191 期電子報
• Martin 鮮萬世，〈看汽車沖壓件的工廠，如何做 PFMEA 分析？〉，2022