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裝配線的效率取決于裝置的設計和制造的可靠性。假設有一條包含 10 台裝置的裝配線。每台裝置都可以以 90% 的正常運作時間運作，那麼10 台裝置組成的生産線的可靠性為 35%。
裝置故障模式和影響分析 (MFMEA) 将有助于在裝置或工裝設計過程中識别關鍵裝置和工裝的、可靠性弱點。提高裝置部件的可靠性具有更高可靠性。當可靠性無法進一步提高時，考慮以快速方式更換磨損部件的能力。
01 One
什麼是裝置故障模式和影響分析 (MFMEA)
裝置 FMEA 是一種用于識别裝置故障相關的風險的系統方法。MFMEA 的目的是提高裝置的可靠性，減少維修時間并增加預防技術。MFMEA 是全面預測性維護 (TPM) 的組成部分。
裝置 FMEA 最初确定了裝置功能、操作速度和預期生産率或産能。也可以為裝置或工裝說明可靠性性能。列出了故障模式及其效果。如果有設計輸入或特殊特性，也包括對最終使用者的影響。嚴重性等級是針對每種影響确定的。
接下來，确定詳細的原因及其機制，包括失效的實體原理。由于過去的失敗或缺乏證據，很大的可能性将推動采取行動，以防止或減少因故障模式的影響。檢測排名決定了裝置和診斷控制的有效性。較差的檢測排名将推動采取行動，以提高檢測失敗原因并警告即将發生故障的能力。MFMEA 還将通過降低風險優先級數 (RPN) 來跟蹤改進。
02 Two
為什麼要執行裝置故障模式和影響分析 (MFMEA)
盡早識别每台裝置或工具的風險是可取的。主要目标是在裝置或工裝設計之前識别潛在風險。在裝置的設計審查期間、建造階段和制造設施的初始試運作期間，審查已識别風險的緩解措施。此審查發生在将裝置運送到使用者設施之前。裝置和工裝的最終準許通常發生在客戶生産設施的首次生産試運作中。
新技術和流程的風險被識别出來，如果無人看管，可能會導緻失敗。裝置 FMEA 适用于：
• 客戶要求提供證據來支援裝置的可靠性目标;
• 引入新技術或新工藝;
• 由于改善、精益或品質成本項目而對工具/裝置進行修改的目前流程;
• 目前裝置放置在新環境或不同位置。
03 Three
如何執行裝置故障模式和影響分析 (MFMEA)
裝置 FMEA 有五個主要部分。每個部分都有不同的目的和不同的重點。這些部分在項目時間表内的不同時間進行審查，而不是一次全部審查。MFMEA 按以下順序完成：
第一步：确定裝置故障及類型
此欄允許工程師描述正在分析的技術。該功能可以是由一件裝置提供的制造操作。該功能以動詞-名詞形式表示，描述了裝置或過程操作的作用。任何一台裝置或裝置都可能具有多種功能。
此列描述了功能的要求/測量和/或預期的速度或産能。這些要求由圖紙或特殊特性清單提供。一種稱為特性矩陣的品質功能部署 (QFD) 形式可用于将特殊特性與過程操作聯系起來。要求必須是可測量的，并且應該有相關的測試和檢查方法。建議行動的第一個機會可能是與設計工程師一起調查和澄清需求。
故障模式也稱為反功能，是對未滿足要求的陳述。故障模式有五種：
•完全失敗；
•部分失敗；
•間歇性故障；
•降級故障；
•意外失敗。
失敗的影響集中在對流程、後續操作和/或潛在客戶的影響上。許多影響可能是可能的，但是所有影響都應該出現在相應失效模式旁邊的同一個單元格中。
選擇每個影響的嚴重程度。嚴重程度等級通常在 1 到 10 之間。典型的 MFMEA 嚴重程度指南如下：
•1：工藝參數可變性在規格範圍内；可以在正常維護期間進行調整或其他過程控制；
•2：過程參數可變性不在規格範圍内；生産過程中需要進行調整或其他過程控制；無停機時間/不生産有缺陷的零件；
•3：停機時間長達10分鐘，但不生産有缺陷的零件；
•4：停機時間10到30分鐘，但不生産有缺陷的零件；
•5：停機時間在30分鐘到1小時之間或生産有缺陷的零件長達1小時；
•6：停機1~4小時或生産不良件1~2小時；
•7：停機4-8小時或生産不良件2-4小時；
•8：停機大于8小時或生産不良件大于4小時；
•9-10：監管和/或安全影響。
最高嚴重性是從許多潛在影響中選擇的，并放置在 MFMEA 表格的嚴重性列中。可以識别可以改變任何故障模式的設計方向的操作，其中結果影響等級為 9 或 10。如果識别了推薦操作，則将其放置在 MFMEA 表格的推薦操作列中。
分類根據潛在風險分類特征的類型。這些特殊特性通常需要額外的工作、設計/過程防錯、過程變異減少 (Cpk) 或防錯。此欄指定可以識别裝置 FMEA 與過程 FMEA或控制計劃協作的特征的位置。
第二步：确定潛在原因及措施
為每種故障模式定義了原因，并應根據它們對故障模式的影響來确定。原因是集思廣益，應集中在以下方面：材料、裝置、測量和環境。應避免使用諸如“壞”、“差”、“有缺陷”和“失敗”之類的詞，因為它們沒有足夠詳細地定義原因，無法進行風險計算以減輕風險。
裝置和裝置方法定義的預防政策使用易于擷取的标準部件、通路受限時的堅固部件以及不允許出現故障的診斷。經過驗證的預防控制措施将降低原因的發生或可能性。預防控制越強，裝置或工裝工程師就越有可能意識到潛在原因。非常需要使用經過驗證的标準和過去經過驗證的技術來重複使用（類似的壓力應用）。
出現排名是基于已知資料或缺乏已知資料的估計。發生率可能與已知/類似技術或新工藝、裝置或工具技術相關，并且與平均故障間隔時間 (MTBF) 相關。典型的 MFMEA 發生率指南如下：
•1：MTBF大于10000小時；
•2：MTBF 從 6,001 到 10,000 小時；
•3：MTBF 從 3,001 到 6,000 小時；
•4：MTBF 從 2,001 到 3,000 小時；
•5：MTBF 從 1,001 到 2,000 小時；
•6：MTBF 從 401 到 1,000 小時；
•7：斷續運作導緻10,000個生産件中有1個故障或MTBF為101至400小時；
•8：間歇運作導緻100個生産件中有1個故障或MTBF為11至100小時；
•9：間歇性操作導緻100個生産件中有1個故障或MTBF為2至10小時；
•10：間歇運作導緻10個生産件中有1個故障或MTBF小于1小時；
可以針對具有高發生率的故障模式的原因采取行動。必須特别注意嚴重程度為 9 或 10 的項目。具有高嚴重性和發生組合的故障模式必須采取适當的措施以確定已證明盡職調查。
第三步 故障探測
為驗證裝置可以識别何時或是否可能發生故障而進行的活動被放置在目前裝置控制檢測列中。檢測控制的幾個例子是：
•防錯裝置（不能做出不合格品）；
•防錯裝置（不能通過不合格品）；
•接近、存在或磨損傳感器；
•裝置參數不穩定報警；
•目視檢查。
根據所選檢測控制的類型，對每種檢測方法進行檢測排名。每個原因/故障模式組合通常有不止一種檢測控制。最佳做法是在一個單元格中列出所有控件，并對每個控件應用檢測排名。檢測排名最低的放在檢測列中。典型的 MFMEA 檢測指南如下：
•1：設計/裝置控制幾乎肯定會檢測到潛在原因/機制和後續故障模式；
•2：設計/裝置控制很有可能會檢測到潛在原因/機制和後續故障模式；
•3：設計/裝置控制很有可能會檢測到潛在原因/機制和後續故障模式；
•4：設計/裝置控制檢測潛在原因/機制和後續故障模式的可能性較高；
•5：設計/裝置控制檢測潛在原因/機制和後續故障模式的機會中等；
•6：設計/裝置控制檢測潛在原因/機制和後續故障模式的機會很小；
•7：設計/裝置控制檢測潛在原因/機制和後續故障模式的可能性很小；
•8：設計/裝置控制将遠端檢測潛在原因/機制和後續故障模式；
•9：設計/裝置控制檢測潛在原因/機制和後續故障模式的可能性很小；
•10：設計/裝置控制不會和/或無法檢測潛在原因/機制和後續故障模式或沒有設計/裝置控制。
可能需要采取行動來改進目前的檢測控制。改進将解決裝置評估政策中的弱點。這些操作位于推薦操作列中。
第四步 确定風險等級
風險優先級數 (RPN) 是先前選擇的排名的産物：嚴重性、發生率和檢測率。動作确定中不允許使用 RPN 門檻值。由于兩個原因，不應配置設定 RPN 門檻值：
•相對風險并不總是由 RPN 值表示；
•MFMEA 團隊試圖低于指定 RPN 門檻值的不良行為。
*這種行為不會解決或改善風險。
推薦行動列是裝置 FMEA 表格中放置所有潛在行動/改進的位置。完成的行動是 MFMEA 的目的。操作針對先前配置設定的排名之一。目标如下：
•消除嚴重性等級為 9 或 10 的所有故障模式；
•潛在原因的發生率較低；
•測試/評估技術的檢測排名較低。
此處記錄了負責人的姓名和行動完成的日期。如果存在項目時間表并顯示日期和裡程碑之間的聯系，則可以使用裡程碑名稱代替特定日期。
第五步 降低風險
裝置 FMEA 将采取行動，将較高風險的項目降低到可接受的風險水準。應記錄所采取的每項行動的行動結果。如果行動不成功，則應确定另一個行動。重要的是要注意可接受的風險是可取的，并且将高風險降低到較低風險是主要目标。
采取措施後，應将新的（重新排序的）RPN 與原始 RPN 進行比較。降低 RPN 是本專欄的主要目标。如上所述，如果采取措施後風險仍然過高，則必須制定新的措施。每次都重複這一過程，直到獲得可接受的風險水準。