AIAG FMEA 補充分析新版說明

FMEA Update on the
AIAG-VDA FMEA
新版失效模式與效應
分析使用MSR
Victor Huang, 20180503

AIAG-VDA FMEA Project
What –
• 保證結果、filed failure、召回經驗表明有機會改進產品和
流程風險分析方法
• 從AIAG當前的品質狀況調查來看，第二大行業關注的是客
戶特定需求，特別是冗餘CSR的數量
• 一套通用的FMEA要求將使供應商能夠擁有單一的FMEA業
務流程以及相關的方法/工具，以生成一個穩健，準確和完
整的FMEA，以滿足所有客戶的需求
Why –
• 開發一份共同版權的AIAG-VDA FMEA手冊，明確規定了
一種改進的方法，該方法與SAE J1739從VDA和AIAG中獲
得最大效益，並將這些流程結合起來，以便他們能夠滿足
兩個行業組織的要求

AIAG-VDA FMEA Project
為所有汽車
供應商提供
一致的指導
和指導
更新包括：
- 最佳實踐
- 改進的例子
- 功能安全

AIAG-VDA FMEA Project Team
AIAG Work Group VDA Work Group
OEMs
FCA US LLC, Ford, GM,
Honda N.A., Daimler
Truck NA
Daimler AG, Ford
Europe, Volkswagen
AG, Adam Opel AG
Suppliers
Nexteer, Bendix, ON
Semiconductor,
ZF/TRW
Robert Bosch GmbH,
Continental, Schaeffler
AG, Knorr-Bremse, ZF
Friedrichshafen AG

FMEA Methodology Changes
Project Objectives Current Status
Alignment of the Severity, Occurrence,
and Detection tables between AIAG,
VDA, and SAE J1739
•One set of tables for DFMEA and
PFMEA
•A second set for MSR -
Alignment of Process
•A six step process
•New form sheet
Alignment of key terms and definitions One set of terms and definitions
改進了記錄和減少風險的方法
•Function focus
•4M
•AP instead of RPN
Alignment with ISO26262
“補充FMEA對監控和系統回應（MSR）”
的定義
確保方法可以使用Excel完成通過驗證測試證實

Development Status
• 專案目前處於「建構」階段
• 已經從「驗證階段」推進了一些要素
• 希望在11月份發布AIAG利益相關者評估/ VDA黃
皮書的手冊草稿。
• 90天評論期
• 發布定於：2018年第二季發布的刊物
• 共同培訓正在計劃中
• 直到2018年9月14日IATF 16949過渡期限之後才
會生效

FMEA-MSR，Supplemental FMEA for
Monitoring and System Response
• 在客戶為了保持系統或車輛處於安全狀態
或法規符合性狀態而進行的有關操作（駕
駛、保養、維修等）時，FMEA-MSR提供
了一種診斷探測和失效緩解的分析方法。
• 兩者的表格格式有所差別，FMEA-MSR的
表格中沒有DFMEA表格中的“現行預防控
制”和“現行探測控制”兩列內容，但多
了“診斷監測”和“系統回應”兩列內容。

FMEA-MSR的研究对象
• FMEA-MSR的研究物件是軟體、電子或機電
系統，系統中包括至少一個感測器、控制單
元和執行器。
• 該方法考慮的是系統或駕駛人員是否探測到
失效。
• 在客戶操作過程中發現失效，可以通過切換
到降級操作，通知駕駛人員，和/或將診斷
故障代碼(DTC)寫入控制單元以達到服務目
的，從而避免了最初的失效模式。

功能安全與FMEA-MSR之間的聯繫
• 危害分析和風險評估（HARA，詳見
ISO26262-3：2018 6.4條款）提供了與安
全相關功能的安全目標。它還指定了汽車
安全完整性級別(ASILs)，這代表了必須應
用的緩解措施，以確保出現故障行為的社
會可接受的剩餘風險。

功能安全與FMEA-MSR之間的聯繫
• 功能安全概念(FSC)進一步定義定義了警告
和降級概念，以及必要的測試用例，以證
明設計符合安全目標和安全要求。
• ISO26262依賴於FMEA來識別出故障行為
的潛在原因。
• 通過診斷監測及系統回應在維持功能安全
方面的有效性分析，FMEA-MSR可作為
DFMEA的補充(除了安全考慮之外，該方法還
可用於對法規遵從性方面的分析)。

FMEA-MSR與DFMEA的關係
• DFMEA的關注重點是產品的功能及失效分析，
DFMEA中的“發生度（O）”和“探測度（D）”是
與產品開發過程相關聯的，是在開發過程中對功能實
現情況的評估。
• 而FMEA-MSR分析的是產品功能在被使用者使用時，
相關失效發生的“頻度（F）”，已經發生失效時的可
以被察覺發現的“監測度（M）”。因此，FMEA-
MSR作為補充分析變得有用。

FMEA-MSR與DFMEA的關係
• 如果將產品的售後要求（異常自動報警、異常自動處理、
維護、維修等）也納入DFMEA的功能要求，那麼FMEA
-MSR分析可以是DFMEA的一部分。
• FMEA-MSR的“嚴重度（S）”打分規則與DFMEA的
是一樣的，但與PFMEA的不一樣。DFMEA中的”嚴重
度（S）“一般沒有辦法被降低，但在FMEA-MSR中如
果採用了合適的監測和系統回應設計，這個“嚴重度
（S）是有可能被降低的。
• FMEA-MSR中以“頻度（F）”替代了DFMEA中的
“發生度（O）”，以“監測度（M）”替代了“探測
度（D）”。“頻度”和“監測度”的打分規則也是特
別制訂的。

Six Step Process
• 現在的情況 -
– 有兩種類似的FMEA實現手冊，有些客戶要求供應
商採用AIAG或VDA FMEA方法。
– FMEA分析的品質通常很差，這是由於許多因素造
成的，比如對主題缺乏了解，關鍵職位更新等等。
• 新的部份 -
– 六個步驟，一個系統性的方法來執行分析
• 目的：
– 建議通過六個步驟進行失效模式和效應分析，以在
產品和過程中實現良好的品質、可靠性和安全性。
這六個步驟適用於設計和過程FMEA。

Overview
System Analysis Failure
Analysis Failure Analysis and Risk
Mitigation
1st Step
Scope Definition
2nd Step
Structure Analysis
3rdStep
Function Analysis
4th Step
Failure Analysis
5th Step
Risk Analysis
6th Step
Optimization
專案識別
分析產品或過程
要素的系統架構
產品或過程功能
概述
為每個產品或過程
功能（步驟）建立
失效鏈（潛在失效
影響，失效模式，
失效原因）
預防控制（現有
和/或計劃）分
配到失效原因和
失效模式
模型鑑別降低風
險所需的措施
•專案計劃
•分析邊界
•血的教訓
•結構分析步
驟的基礎
•分析範圍的
視覺化
•介面和交互
作用的識別
•基本的功能
分析步驟
•分析範圍的
視覺化
•介面和交互
作用的識別
•基礎的失效
分析步驟
•視覺化的失效
關係
•創建失效架構
•確定變化的來
源
•記錄FMEA表
格失效的依據
•預防/檢測控制
的分配
•嚴重度，發生度
和偵測的評級
•客戶和供應商之
間的合作（嚴重
度）
•優化步驟的基礎
•職責分配
•記錄行動
•實施行動
•確認行動的有效
性
•不斷改進產品和
流程
•完善控制的基礎

Six Step Process
• 現況 - 範圍定義要求考慮所有生產過程並選擇應用
FMEA分析的過程。
• 新增 - 考慮工廠內可影響產品品質運送的所有過程，
並選擇應用PFMEA分析的流程。
• 以數據為基礎而應該分析哪些流程提供了指引，ie.
如果實驗室不良測試過程允許有缺陷的產品被送出，
就可以分析這些過程。
1st Step: Scope Definition
New Scope Definition Opens The Thought Process To Consider All Plant Processes For Analysis

Six Step Process
• 範圍步驟中的重點是：
1.定義要包含哪些內容並從FMEA中排除。
2. FMEA專案計劃，如重要日期，FMEA負
責人，潛在團隊成員，專案時間表等。
3.定義分析的界限。
This information gathered should be captured in the FMEA header as a minimum

Six Step Process
• Example of tools used in scoping
5T’s FMEA Team
– Who needs to be on the team?
FMEA Timing
– When is this due?
FMEA InTent
– Why are we here?
FMEA Tool
– How do we conduct the analysis?
FMEA Task
– What work needs to be done?
5T’s, Boundary block diagram, Process block diagram

Six Step Process
• 結構分析：在範圍設定步驟中，轉換收集
的資訊，以視覺化表現出設計或過程要素
之間的關係和相互作用。
• 結構分析是下一步（功能分析）的基礎
2nd Step: Structure Analysis
System Subsystem Product Component

Six Step Process
Visualization of the structure analysis
2nd Step: Structure Analysis
Boundary diagram, Structure trees – Design / Process

Six Step Process
• 在此步驟中，通過分配用於產品效能的活
動、目的或任務的描述來確保產品或過程
的功能。
3rd Step: Function Analysis
Vehicle:
Safe Stop
passengers
Brake System:
Provide Vehicle
Deceleration
Caliper:
Convert fluid
pressure to
clamp force
Brake pad:
Transfer
friction to the
rotor

Six Step Process
Visualization of the function analysis
3rd Step: Function Analysis
P-diagram, Function tree, Function Matrix

Six Step Process
• 從步驟＃3中已經確定的功能中扣除功能失效。
• 步驟＃4是識別失效原因，模式和影響，並顯示它們之間的
關係以啟用風險評估。
4th Step: Failure Analysis
Vehicle:
Safe Stop passengers
Brake System:
Provide Vehicle
Deceleration
Caliper:
Convert fluid pressure to
clamp force
Brake pad:
Transfer friction
to the rotor
Failure of the
vehicle function:
• Unable to safe
stop passengers
• Unable to
decelerate vehicle
•Delayed
deceleration
•Rapid deceleration
•Caliper failed to
convert fluid pressure
to clamp force
•Reduced conversion of
pressure to clamp force
Inner brake pad
width designed
too thin
Excessive friction
transferred to
the rotor
Failure of the
brake pad function
Failure of the
Caliper function:
Failure of the brake
system function:

Six Step Process
Visualization of the failure analysis
4th Step: Failure Analysis
FMEA form , Failure Net

Six Step Process
• 在這一步中，分配了預防和偵測管制，以及
嚴重度，發生度和偵測度的評比。
• 將介紹新方法以排序採取行動的優先性。
5th Step: Risk Analysis
Note: RPN will disappear

Six Step Process
• 優化的主要目標是通過改進設計或流程來製
定降低風險和提高客戶滿意度的行動。
• FMEA可作為設計或流程持續改進的基礎。
6th Step: Optimization

Change Points From Current AIAG
2017 Sample
of tools used
for FMEA
during a
training class
at AIAG.
Recognize, but
not require any
certain software
solution
FMEA TOOL USAGE
Microsoft Excel will work – Microsoft Excel will work – Microsoft Excel will work

SAMPLE REPORT OF A REPORT GENERATED BY FMEA DATABASE SOFTWARE
THE FMEA REPORT VIEW

SAMPLE REPORT OF A SPREADSHEET FILLED IN
THE FMEA SPREADSHEET

SAMPLE REPORT OF A SPREADSHEET FILLED IN
6-STEP PROCESS AND SPREADSHEET

Change Points From Current AIAG Fill-in-
the-Blanks Method
New manual & form sheet add structure to help drive team to a more complete
analysis

Change Points From Current AIAG Step
Analysis Method
2. STRUCTURE 3. FUNCTIONS 4. FAILURES
New manual & form sheet add structure to help drive team to a more complete analysis

如何完成FMEA-
目前
- “填入空白方法”目前手冊解釋了每一欄的用途，讓團
隊填寫包含：空白表格內的填寫資訊。
-由於左腦和右腦思維轉換而導致跨功能團隊的速度變慢
新增功能
- “步驟分析方法”新手冊解釋了每個步驟的作用，使團
隊可以考慮可能未考慮使用目前表單的項目。
-由於關注可能是左腦（S，O，D）或右腦（失敗分析）
任務的重點議程，因此跨功能團隊的工作更快
New manual & form sheet add structure to help drive team to a more complete analysis

Current AIAG 4th Ed FMEA
New AIAG-VDA FMEA
DFMEA

New AIAG-VDA FMEA
PFMEA

New AIAG-VDA FMEA
PFMEA
Functions are Positive!
1 – 2 – 3

New AIAG-VDA FMEA
DFMEA and PFMEA
Failures are Negative!
1 – 2 – 3

New AIAG-VDA FMEA
DFMEA and PFMEA

Section Summary
• 可以使用多種軟體工具，包括MS Excel
• 該手冊將包括報告和表格視覺圖
• 步驟分析取代了填充空白方法
• 「結構」、「功能」和「失效分析」部分
促進各部分之內和之間的知識
• 新！失效鏈支持原因和效應層次結構
• 新！ PFMEA 4M標籤
• 新！ DFMEA和PFMEA行動狀態
• 新！行動優先權（AP）

Rating Tables
• 專案目標：在AIAG，VDA和SAEJ1739之
間調整嚴重度，發生度和偵測度表格
• 評估每種失效模式，因果關係（失效鏈或
淨值）的獨立風險。

Rating Tables
• 對於S，O和D分別繼續使用從1到10的評估
數字
• 10代表最高的風險貢獻
• 通過分別檢查這些評等並結合這三個因素，
對降低風險行動的需求可以優先考慮為高、
中或低

Rating Tables - Severity
•The Severity rating (S) is a
measure associated with the
most serious failure effect for a
given failure mode of the
function being evaluated. The
rating shall be used to identify
priorities relative to the scope
of an individual FMEA and is
determined without regard for
occurrence or detection.

DFMEA Severity
Safety is 10 regardless of warning
Split Rating Of 10 And 9 Allowing For Alignment With Functional Safety Groups

PFMEA Severity
Manufacturing Effect Divided Into Two Columns. Rank 10 – Safety Rank 9 - Regulations

Rating Tables - Occurrence
•The Occurrence rating (O)
is a measure of the
likelihood of occurrence of
the cause, which results in
the failure mode during the
design life of the item,
taking into account the
associated prevention
controls.
DFMEA Occurrence
Occurrence Of Cause For DFMEA Based On Incidents Per Items/Vehicles

Note: A 10, 9, 8, 7 can drop to a 5 or 3 after testing.
Added Emphasis On Prevention Controls As Input To The Occurrence Rating

Occurrence Based On Process Maturity, Controls With A Summary
PFMEA Occurrence

Likelihood Of Detection Descriptions May Lead To Mixed Interpretation
DFMEA Detection
The Detection rating (D) is a
measure of the effectiveness of
the detection control to reliably
demonstrate the failure cause
or failure mode before the item
is released for production. The
detection rating is the rating
associated with the most
effective detection control.

DFMEA Detection Detection Controls rated according to
the best fit for each detection activity
performed prior to delivery of the
design for production
Blank until filled in by user
Considers Capability To Detect And Timing

PFMEA Detection
Detection By Type & Detection Capability

• AP表格 - 確定行動重點
• 從當前AIAG更改點數
• 現在的情況 -
• 手冊承認，在資源有限的情況下，必須建立確定優先等級
的方法。
• 該手冊提供如何確定操作優先級的邏輯：
*審核高嚴重度先排序項目。
*使用RPN，無需設置閾值。
*遇到更高的RPN數並不代表就是團隊的下一個的工作的
項目。
*一個具邏輯案例，顯示如何在112的RPN上優先考慮90的
RPN。
The actual logic to drive prioritization is left to each company and is not on the form.

• 確定行動重點
• 從目前AIAG更改點數
• 目前的情況 –
• 上行 –
*手冊解釋了應該如何有邏輯規定使用嚴重度，發生度，
偵測等級和RPN組合的動作優先級。
• 下行 –
*何時使用，電子表格本身僅顯示排名編號和最終RPN。
有邏輯的方向是回到了手冊中。
*除非公司製定自己的程序來給團隊提供優先等級的
方法，否則最高的RPN可能是團隊最容易接受的方
法。
The actual logic to drive prioritization is left to each company and is not on the form.

• 新 - 行動優先權（AP）
• 從當前AIAG更改點數
• 行動優先 -
– 此表是基於邏輯建立的。
– 該邏輯考慮嚴重度水準，發生度和正在使用的偵測度
控制。
– 所有這些項目都是當前手冊建議在優先採取行動時要
考慮的事項。為了使表格可管理，表格將S，O和D的
類別組合在一起，例如嚴重度9/10，偵測度2〜4等。
– 每個組的組合分配了高、中和低優先等級。該表涵蓋
了1000種可能的組合。
– 每個H，M和L表中列出了邏輯或理由。
Action Priority Table is logic based and the results can be seen on the form

New – Action Priority (AP)
Severity then Occurrence then Detection followed by AP
Action Priority shows the breakdown of S, O & D, the results and explains the logic
10 (Sev) x 4 (Occ) x 2 (Det) = 80 RPN
3 (Sev) x 8 (Occ) x 5 (Det) = 120 RPN

行動優先 -
新的AP表
*手冊中推薦的邏輯內置於表中。
*當使用者在他們面前使用表格或軟體時，基
於邏輯的優先等級驅動高、中或低。
Manual logic applied to the Table and shows the results to the users.

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