在以前公司安排的很多次教育訓練中，有一個讓我們當時品質部門一夥人印象非常深刻的一次訓練。那是對於汽車行業的著名品質管理工具 — 五大核心工具（APQP、FMEA、MSA、SPC、PPAP）的教學。在上課之前，我們大概知道APQP包含一整個從產品發想初期到正式生產，過程中會有FMEA、MSA、SPC的應用，然後PPAP算是供應商提供給客戶一個前面流程集大成的文件包。沒想到上課開始後，老師在DFMEA這個文件就說了兩天半的時間！不說到底DFMEA為什麼這多東西可以講，但兩天半講一份表單如何應用，你就可以想像DFMEA在車用產業的重要性。
我當然不可能像老師一樣強，但是坦白說，也沒必要讓你知道太太太深的學問，畢竟我希望的是可以讓品質工具發揚光大到各行各業。話雖如此，我還是會從熟悉的電子製造業角度出發來說，晚一點我們再換換產業別試試看。在此之前，你可以瞄一下FMEA是什麼。
前情提要：【FMEA（失效模式與效應分析）】— 談DFMEA和PFMEA之前，先讓你知道FMEA是什麼，為什麼越來越被重視？
什麼是DFMEA（Design FMEA）？
DFMEA，屬於產品設計時會應用到的FMEA，是一份專門關注「因為設計引起與產品功能有關的潛在失效模式」的文件。所以不只在新產品開發時會用到，現有產品的設計修改、現有產品的設計用到新的產品…都會用到。大體而言，對於「設計」有新內容的時候，DFMEA就會出現。
用新產品開發來說明
在新產品開發的流程中，我們一開始會有來自於客戶或是市場調查得到的需求，大家討論後進行可行性評估，然後計畫開始，研發也開始設計。與客戶來回試搓後設計完成，製程人員與生產人員開始嘗試把研發的樣品達到量產標準，然後產品驗證沒問題，開發完成，順利上市！
那你猜猜看，DFMEA是從何時開始準備呢？設計完成後嗎？還是一邊設計一邊準備DFMEA？
答案是，從計畫開始，就同時開始準備DFMEA，一直寫到設計完成，DFMEA的初稿也會完成。為什麼是從計畫開案就開始，是因為計畫開始時，我們已經知道我們要做產品的功能，比方說我們已經知道這次要做一台跑車，即便還不知道這次要的引擎、形狀、電動車還是燃油車，但我們會知道它會有的功能以及要求，這樣就足夠開始。
何謂功能？
借用之前上課時老師的一個很酷的案例：水瓶是我們這次要開發的新產品，一個水瓶的瓶蓋，功能會是什麼？會是不漏水嗎？答錯嘍。「不漏水」是水瓶（產品本身）的功能，瓶蓋（零件）的功能是孔徑大小和材質。
在想像功能，可以想你這個產品主要功能、次要功能、客戶期待功能、或是有沒有驚喜功能。除了本身功能之外，安全性、法規、可靠性等等也可以算是功能，比方說無尖銳形狀、不會釋放有毒物質如塑化劑、用力搖晃水瓶也不會漏水。
何謂要求？
功能敘述的是一個概念，要求就是把概念細化成一個指標。
比方說，功能是可以車子高速行駛，要求可以是達到時速250公里，或是功能是用力搖晃水瓶不漏水，要求是用力搖晃7000次都不會漏。
DFMEA與PFMEA的關係
產品開發的流程中，設計單位準備DFMEA，設計完成之後，製程和生產人員加入讓樣品可以量產化，生產的流程圖因應而生，PFMEA也順著流程圖出來。
雖然DFMEA主軸是結構，PFMEA主軸是流程，但由於DFMEA會產生特殊特性清單，也會傳遞一些高風險而且屬於PFMEA的責任，所以PFMEA還是會從DFMEA文件得到部分資訊。比方產品有一個功能極度重要，那生產到這一個環節時就必須得到高度關注。換句話說，DFMEA識別出特殊特性之後，PFMEA需要考慮過程中控制的方法。
但因為DFMEA和PFMEA有根本上的差異，DFMEA不需要依賴PFMEA來幫忙預防或是偵測問題，算是一種各盡其職的概念。況且DFMEA本身機密程度很高，不要說給客戶，有時候公司內部可能連自己員工都不會完全揭露
如何開始DFMEA？
DFMEA要先從結構下手，趁這個機會我也想試試看寫一個水瓶的DFMEA。所謂結構，你可以用元件 + 接合處，比方說原子筆是一個系統，子系統就會有筆芯、筆帽、還有它們的接合處。同樣的邏輯，你可以再對子系統做拆分，如果子系統本身就無法再拆分，那就停下。
寫完結構之後，我們就直接從剛才提到的功能以及要求開始。
接下來就是重點，想失效模式（終於和FMEA扯上關係了）。
不過在思考失效模式之前有一個邏輯要教你一下，系統會帶出系統需要的功能，系統功能也與是失效的影響有關聯。子系統功能與失效模式有關連，而元件或是接合處，就是失效發生的原因。這樣聽有點模糊，我把上面的表格合在一起你就會明白。
失效模式基本觀念
第一個觀念：假設失效都一定會發生
雖然都是不確定是否一定會發生，我們在想這這些潛在的失效模式時，要先假設它是一定會發生，之後我們才討論要用什麼方式讓這個失效消失或是降低發生機率。
第二個觀念：描述失效發生的現象
思考失效模式時，要寫出的是失效的現象，不要單純的去想要求的反面敘述。
第三個觀念：可以反思功能與要求的具體性
一個功能可能會有多個失效模式，但如果你可以針對一個功能想出非常多個原因，那表示這個功能的要求可能太籠統
第四個觀念：不要腦補失效造成的影響
發想失效模式，都要假設問題是獨立發生的，只要想這一個失效發生時，它會導致產品本身的最嚴重後果就好，比方瓶身標示不清楚，最嚴重就是客戶看不清楚。不用自己腦補故事後續的發展，比如使用者會不會看不清楚，導致低頭一直看，闖紅燈被車撞到。
如何發想出失效模式？
第一個方向：功能的不正常運作
比方說功能喪失、時好時壞、提前啟動我們需要的要求等等。
第二個方向：產品技術要求
比方說水瓶需要耐高溫到70C維持8小時不會變形，失效模式就會是「高溫產生變形」。
第三個方向：可靠性
比方說用力搖晃 5000下不會漏水，失效模式就可以寫「接口處鬆脫」，但記得不是「未達 5000下就漏水」，因為這樣就變成要求的反面，會違反基本觀念第二項。
這邊附帶提一下功能的失效模式，以及可靠性失效模式的差異。
功能失效：
一開始就出問題，假設結構都沒問題。比方說斷裂、變形、漏水。
可靠性失效：
用一段時間後才出問題，可以假設所有結構都可能出問題。比方說磨損、變色、信號下降。
失效原因
簡單的說，從上圖的「元件或接合處功能與特性」去想原因，但一個大重點：永遠都是批評自己。你可以想客戶使用不當、客戶期望太高、客戶沒有讀說明書，但都要用責備自己的角度當原因，很自虐的感覺，但事實上就是我們為客戶想的還不週全。
你也可以想產品的元件或是接合處本身問題，比方說標籤和載體的搭配，或是比方說我們設定的要求一開始就不合理（設定不足、不周全、過低等等），或是比方不同供應商提供同一個瓶蓋，但各家水準就不一致。
喔，想到另一個重點：失效原因是要可以控制的，不是光是責怪就好。比方說容易漏水，不要說是瓶身跟瓶蓋搭配不良，可以說是配合間隙過大，或是間隙過小。
發想完失效影響、失效模式、與失效原因之後呢？需要設法控制它們
在DFMEA文件中，設計控制有兩種方式
現行設計控制（預防）— 針對失效原因
預防措施是針對失效的原因，比方上面範例中水瓶標籤不清楚的原因是油墨選擇不當，那預防控制就是針對「油墨選擇不當」這個原因做預防，比方我們透過先前產品類似的失敗案例當參考，可以找到比較穩定的油墨材料。此外，在DFMEA裡面預防措施的涵義，是利用一個方法預防或是降低原因發生的機率，不一定真的保證能夠到消滅原因的程度喔！
比方說結構性或是顏色區分的防誤措施、參考設計標準、行業間的標準、曾經發生過案例的報告結果、偷看競爭對手的做法、軟體輔助、樣品試驗等等。
還有一點補充，有預防措施很好，但不見得一定會能夠有，如果你的DFMEA裡面失效原因對應的預防措施可以填到70%以上就很好了。
現行設計控制（探測）— 針對失效模式，或是失效原因
探測措施可以針對失效原因，也可以針對失效模式。在DFMEA裡面探測措施的涵義，比較像是我們做一件事情，達到發現失效模式或是失效原因的效果。最常使用的方法，就是透過試驗。而且因為DFMEA的探測措施是討論探測風險的能力，不是探測能力的強弱，以這個邏輯，我們一定會希望探測措施在越早執行越好，越早執行表示對我們的風險越低。
比方說我們能夠在初期樣品階段的試驗就能夠探測出「標籤不清楚的問題」，那風險就會比我們到最終設計的試驗抓出來的低。
結語 — 結構、失效模式、設計控制都想完了，剩下就是優化它
正規DFMEA會教我們SOD（嚴重度、發生率、探測度），嚴重度是給失效影響打分數、發生度是給失效原因和預防措施打分數、探測度是給探測措施打分數。
我們會針對三個級數相乘，分數最高的優先改善。但如果我們自己使用，我們可以不要幫他們打分數，你可以先憑感覺去改善你認為最優先被改善的幾個。
DFMEA的功能，對我而言是Make the right thing，做出正確的事。在產品或是服務開發的初期就想出所有可能的失效模式，然後透過預防方法和試驗方法降低失效出現的機會，會比亂做一通以後讓整個公司幫忙擦屁股來的好喔！
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