我們時常在想:新産品從客戶需求提出到産品交付過程中會産生哪些活動呢?我們需要做些什麼才能更好的實現顧客滿意呢?又如何實現成本、交期、質量三者之間的最佳平衡呢?
今天講一下APQP流程,帶大家深入了解一下标準化的産品開發流程,希望能給大家的工作或思維帶來一定的啟發。
APQP(Advanced Product Quality Planning,産品質量先期策劃)是IATF16949體系中的最重要部分,貫穿整個産品開發過程。它是一種産品開發的結構化方法,用來定義和執行為确保産品滿足顧客所必需的活動。包括五個部分内容:
(1)計劃和确定項目階段
(2)産品設計和開發階段
(3)過程設計和開發階段
(4)産品與過程确認階段
(5)反饋、評定和糾正措施階段
①減少工程變更的次數,在産品研發初期識别設計缺陷;
②對産品進行持續改進,延長使用壽命;
③更好地平衡質量目标、成本和時間進度;
④将顧客全部需求準确轉移到産品中,實現顧客滿意。
第一階段:計劃和确定項目
在第一階段我們應該去收集什麼信息以及應該輸出什麼資料呢?
這一階段的核心是要明确顧客的需求。
APQP第一階段:計劃和确定項目 | |
輸入 |
輸出 |
1.1顧客的呼聲(市場調研、保修記錄、投訴等) 1.2業務計劃/營銷策略 1.3産品/過程基準數據 1.4産品/過程設想 1.5産品可靠性研究 1.6顧客輸入 |
1.7設計目标 1.8可靠性和質量目标 1.9初始材料清單 1.10初始過程流程圖 1.11産品和過程的特殊特性初始清單 1.12産品保證計劃 1.13管理者支持 |
1.1顧客的呼聲
包括内部和外部的顧客抱怨、建議資料和信息,收集顧客的呼聲主要途徑有:市場調研、産品保修記錄和質量信息、團隊經驗。
1.2業務計劃/營銷策略
根據顧客的業務計劃和公司的營銷策略設定産品質量計劃的框架。
業務計劃包括時間安排、成本、投資、産品定位、研究與開發資源等;
營銷策略确定目标顧客、主要的銷售網點和主要競争者。
1.3産品/過程基準數據
基準确認(benchmarking)将為建立産品/績效目标提供輸入。
基準的确認流程:
1.4産品/過程設想
針對一款新産品,團隊應預先設想該産品應該具有某些特性、某些設計和過程概念,這些設想需要采取哪些技術革新、新材料、新技術和可靠性評估手段,這些内容都應該作為第一階段的輸入資料。
1.5産品可靠性研究
團隊應考慮在一規定時間内零件修理和更換的頻度,應用到長期可靠性/耐久性試驗的結果中。
1.6顧客輸入這裡的顧客是指“後續顧客”而非“最終顧客”,後續顧客可提供與他們的需求和期望有價值的信息,利用這些輸入制訂有關顧客滿意度評定的一緻方法。1.7設計目标将顧客的呼聲轉化為初步和可度量的設計要求(采用QFD質量功能展開),如産品的功能、性能、成本要求、可裝配性和可更換性等質量功能展開是将顧客要求融入産品開發過程的一種結構性方法,确保整個過程都考慮了顧客的要求。
1.8可靠性和質量目标
團隊應确定可靠性目标和質量目标。可靠性目标制訂的主要依據是:顧客的需要和期望,企業的計劃目标,可靠性基準研究(可靠性基準是指競争對手産品的可靠性水平、顧客的報告和規定時間内的維修頻率)。
1.9初始材料清單團隊根據産品/過程設想編制《初始材料清單》,内容包括供應商名稱,材料型号,用量比例等。
1.10初始過程流程圖過程流程圖制訂依據是初始材料清單和産品/過程設想。
過程流程圖是為了描述按順序進行的有關工作活動的一種直觀方法,為策劃、開發活動的制造過程提供了一種交流和分析的工具。
流程圖繪制參考國家标準GB/T 24742-2009:
1.11産品和過程的特殊特性初始清單團隊根據對顧客需要和期望分析制訂出《産品和過程的特殊特性初始清單》,要注意區分産品/過程的關鍵特性(影響人身安全的)和重要特性(影響裝配使用的)。産品特殊特性:對安全和政府法規一緻性有顯著影響或對産品性能、裝配、外觀、可靠性等有顯著影響的産品參數。過程特殊特性:與被識别的産品特殊特性具有因果關系的過程變量,在制造和裝配過程中,必須保持在目标值内,以最大限度地減少産品變差。産品和過程特殊特性的确定:主要由顧客确定;供方可根據對産品/過程的知識來選擇。
特殊特性初始清單制定的主要依據是:産品設想、可靠性目标/要求、預期的制造過程的特殊特性、類似零件的失效模式及效應分析。
1.12産品保證計劃
團隊要制定将設計目标轉化為設計的具體要求的《産品保證計劃》。
産品保證計劃可以包括:概述項目要求;确定可靠性、耐久性目标和要求;新技 術、複雜性、材料、應用、環境、包裝、服務和制造要求或其它會給項目帶來風險的因素的評定;進行FMEA;制定初始工程标準。
1.13管理者支持
第一階段結束後,團隊負責人應召開階段評審會議,确保所有的策劃要求已經文件化,并争取到管理者支持,然後全面開展第二階段任務。
第二階段:産品設計和開發階段
在第二階段我們應該去收集什麼信息以及應該輸出什麼資料呢?很明顯,第二階段的輸入就是第一階段的輸出,而第二階段的輸出就是第三階段的輸入。
第二階段的核心是要制造樣件并确保可以滿足顧客各項需求。
APQP第二階段:産品設計和開發階段 | |
輸入 |
輸出 |
1.7設計目标 1.8可靠性和質量目标 1.9初始材料清單 1.10初始過程流程圖 1.11産品和過程的特殊特性初始清單 1.12産品保證計劃 1.13管理者支持 |
2.1DFMEA 2.2可制造性和可裝配性設計 2.3設計驗證 2.4設計評審 2.5樣件制造控制計劃 2.6工程圖樣 2.7工程規範 2.8材料規範 2.9圖樣和規範的更改 2.10新設備、工裝和設施要求 2.11産品/過程的特殊特性 2.12量具和有關試驗裝備要求 2.13小組可行性承諾和管理者支持 |
2.1DFMEA(後續在FMEA專題講解)
DFMEA(Design Failure Mode and Effects Analysis,設計失效模式及後果分析)是一種評定失效可能性及其失效影響的分析技術,通常由産品工程師主導完成DFMEA的編制,需要注意的時,DFMEA是動态文件,需要随着顧客的需求和期望的變化而不斷變更。
在DFMEA表中,需要列舉新産品所有的系統、子系統和零部件的可能失效模式并進行風險度分析:
風險系數RPN=S*O*D
Severity——失效的嚴重度(取值1~10,)
Occurrence——失效的頻度(取值1~10)
Detection——失效的可探測度(取值1~10)
通常,當RPN≥125時應該采取措施以降低風險,當S≥8時,無論RPN值多小,也必須采取相對的改善措施。
2.2可制造性和可裝配性設計
可制造性和裝配設計是一種同步工程,用來優化設計功能、可制造性和易于裝配之間的關系。
可制造性和裝配設計原則:盡量減少零件的種類和個數,使用标準件;産品中相似特征盡量設計成統一的尺寸;避免内加工;避免使用單獨的緊固件;在可能的情況下盡量采用成組設計的技術;減少零件的搬運次數。
2.3設計驗證設計驗證的目的是驗證産品設計是否滿足第一階段所述各項活動的顧客要求,如變換方法進行計算、與已證實的類似設計進行比較、試驗驗證、對文件進行評審。
2.4設計評審由産品工程師組織項目小組相應人員參加進行定期的設計評審。設計評審是預防問題的有效方法,是重要的防錯措施,通過評審識别任何問題并提出必要的措施。
設計評審至少應該包括以下方面:1)正式的可靠性與置信度目标;2)計算機模拟和台架試驗結果;3)DFMEA;4)可制造性和可裝配性評審;5)實驗設計(DOE)結果;6)試驗失效分析;7)試驗驗證進度情況。
2.5樣件制造控制計劃樣件制造控制計劃是在樣件制造過程中的尺寸測量和材料與功能試驗的描述;以工藝工程師為主的項目小組根據顧客要求,制定《樣件制造控制計劃》。項目小組應對所有樣件進行評審。評審内容:保證産品或服務符合所要求的規範和報告數據;保證已對特殊産品和過程特性進行了特别關注;使用數據和經驗以制定初始過程參數和包裝要求;将關注的問題、變差和費用影響與顧客溝通。2.6工程圖樣完成工程圖紙(包括數學數據)。項目小組應對設計圖樣進行評審,即使是顧客設計的情況,也不能免除小組評審工程圖紙的職責;評審的重點是與特殊特性有關的内容,是否有足夠的數據可以對零件進行全尺寸檢驗。2.7工程規範項目小組應詳細評審工程規範,識别哪些特性影響或控制滿足功能、耐久性和外觀要求的結果。2.8材料規範項目小組應評審材料規範,特别是涉及物理特性、性能、環境、搬運和貯存要求的特殊特性,這些規範也應納入控制計劃中。2.9圖樣和規範的更改當需要更改圖樣和規範時,産品工程師應保證更改并立即以書面形式通知到所有受影響的部門。所有設計更改應在實施之前由設計人員加以确定,并評審和批準;所有設計更改(包括供應商提出的更改)在生産實施之前均應有顧客書面批準。2.10新設備、工裝和設施要求DFMEA、産品保證計劃、設計評審可能提出增添設備、工裝和設施要求,應形成《設備申請單》和《工裝申請單》并在進度表中增加這些内容;項目經理應考慮增加這些設備、工裝對項目進度的影響,并協調資源确保試生産前完工。2.11産品/過程的特殊特性項目經理組織項目小組在初始産品/過程特殊特性清單基礎上,通過增添或修改,完成正式的《産品/過程特殊特性清單》,項目小組應達成一緻:使用規定的符号體現在控制計劃中。2.12量具和有關試驗裝備要求根據顧客及生産要求,在試生産前确定需要的量具和試驗設備,并将其納入進度表中進行監控,确保總體進度不受影響。2.13小組可行性承諾和管理者支持項目經理組織項目小組對設計的可行性進行分析讨論,确信所提出的設計能按期以顧客可以接受的價格和數量而進行制造、包裝和交付,用《小組可行性承諾》記錄表現可行性評審的結果。第二階段結束後,團隊負責人應召開階段評審會議,确保第二階段的内容已經文件化,并争取到管理者支持,然後全面開展第三階段任務。
第三階段:過程設計和開發階段
第三階段的核心是要開發一個有效的制造系統。
APQP第三階段:過程設計和開發階段 | |
輸入 |
輸出 |
2.1DFMEA 2.2可制造性和可裝配性設計 2.3設計驗證 2.4設計評審 2.5樣件制造控制計劃 2.6工程圖樣 2.7工程規範 2.8材料規範 2.9圖樣和規範的更改 2.10新設備、工裝和設施要求 2.11産品/過程的特殊特性 2.12量具和有關試驗裝備要求 2.13小組可行性承諾和管理者支持 |
3.1包裝标準 3.2産品/過程質量體系評審 3.3過程流程圖 3.4場地平面布置圖 3.5特性矩陣圖 3.6PFMEA 3.7試生産控制計劃 3.8過程作業指導書 3.9測量系統分析計劃 3.10初始過程能力研究計劃 3.11包裝規範 3.12管理者支持 |
3.1包裝标準
如顧客提供了包裝标準,項目小組應将合并體現到包裝規範中。
若顧客未提供包裝标準,項目小組應進行包裝設計,并制定标準,确保産品到達使用點時的完整性。
3.2産品/過程質量體系評審項目小組應對現有的“質量體系手冊”進行評審,所有增加的控制和程序的更改應體現在手冊中和控制計劃中,使用《産品,過程質量檢查單》進行評價,并形成記錄。這成為小組基于顧客輸入、小組經驗和以往經驗對現有質量體系的一個改進的機會。
3.3過程流程圖工藝開發工程師通過分析制造過程,在初始過程流程圖基礎上完成《過程流程圖》。
《過程流程圖》有助于對整個過程進行分析,而不是分析過程中的個别步驟;還有助于在進行PFMEA和制訂控制計劃時,更好的識别過程。
3.4場地平面布置圖制訂和評審場地平面布置圖,确定檢測點的可接受性,控制圖的位置,目視輔助工具的應用,中間維修站的缺陷材料的貯存區。所有物流均要和過程流程圖和控制計劃協調。
3.5特性矩陣圖特性矩陣圖是用來顯示過程參數、産品特性與制造工位之間關系的分析技術。
3.6PFMEA(後續在FMEA專題講解)PFMEA(Process Failure Mode and Effects Analysis,過程失效模式及後果分析)是預防、解決和監控潛在的過程問題的分析技術,應着重考慮特殊特性的過程,在生産之前,産品質量策劃過程中完成編制。與DFMEA類似,PFMEA也是動态文件,當發現新的失效模式時,應對其進行及時評審和更新。3.7試生産控制計劃試生産控制計劃在樣件研制之後、批量生産之前完成。目的是為了遏制初期生産運行中或之前的潛在不合格,例如:1)更多的檢驗次數;2)更多的過程中檢驗和最終檢驗;3)統計評價;4)增加審核。3.8過程作業指導書項目小組确保向所有操作員提供過程指導書,要求:——足夠詳細;——便于理解;——公布并及時更新;——易于得到(操作員不中斷情況下可以獲得)。過程作業指導書的指定依據包括:——過程流程圖;——控制計劃;——工程圖樣、性能規範、材料規範、工業标準;——FMEA;——場地平面布置圖;——特性矩陣圖;——包裝标準;——過程參數;——搬運的要求;——生産者對過程和産品的專業技術技能和知識。過程作業指導書的内容包括:——過程流程圖中重要的作業名稱和編号;——零件名稱和編号;——現行工程等級/日期:——工具、量具、設備;——顧客和供方規定的特殊特性;——有關的工程和制造标準;——修訂日期和批準; ——反應計劃等。3.9測量系統分析計劃根據控制計劃所包含的測量系統,制定《測量系統分析計劃》,确定分析項目。該計劃至少應包括分析量具的線性、偏倚、穩定性、重複性、再現性和與備用量具的相關性。3.10初始過程能力研究計劃項目小組有關人員制定初始過程能力研究計劃(至少包括産品特殊特性)、數據收集方法、完成期限等,形成《初始能力研究計劃》。3.11包裝規範項目小組人員負責按顧客要求或相關标準制定包裝規範,編寫包裝工藝規程及操作指導書。任何情況下包裝設計應保證産品性能和特性在包裝、搬運和開包過程中不變,包裝應與所有的材料搬運裝置相匹配。3.12管理者支持第三階段結束後,團隊負責人應召開階段評審會議,确保第三階段的内容已經文件化,并争取到管理者支持,然後全面開展第四階段任務。
第四階段:産品與過程确認階段
第四階段的核心是要完成試生産、确認産品是否滿足顧客要求。
APQP第四階段:産品與過程确認階段 | |
輸入 |
輸出 |
3.1包裝标準 3.2産品/過程質量體系評審 3.3過程流程圖 3.4場地平面布置圖 3.5特性矩陣圖 3.6PFMEA 3.7試生産控制計劃 3.8過程作業指導書 3.9測量系統分析計劃 3.10初始過程能力研究計劃 3.11包裝規範 3.12管理者支持 |
4.1生産試運行 4.2測量系統分析 4.3初始過程能力研究 4.4生産确認試驗 4.5包裝評價 4.6生産控制計劃 4.7生産件批準 4.8質量策劃認定和管理者支持 |
4.1生産試運行
項目負責人制定《試生産計劃》并組織項目小組、生産車間及相關部門參加進行試生産。
試生産應采用正式生産的設備、工裝、人員、材料、環境和循環時間,進行規定數量産品的生産。
試生産用來驗證制造過程的有效性,試生産的最小數量通常由顧客确定。
試生産的輸出用于開展初始過程能力研究、測量系統分析、最終可行性、過程評審、生産确認試驗、生産件批準、包裝評價、首次能力評定、質量策劃認定這些活動。
4.2測量系統分析
在試生産時,項目小組人員根據《測量系統分析計劃》進行測量系統分析,形成《測量系統分析報告》。
在試生産時,應使用規定的測量裝置和方法來檢查控制計劃中産品特性是否符合工程規範。
4.3初始過程能力研究
項目小組人員根據《初始過程能力研究計劃》針對所有的特殊特性進行初始過程能力研究,形成《初始過程能力研究報告》。
4.4生産确認試驗
工藝開發工程師負責抽取試生産的産品提供給測試工程師。
測試工程師根據控制計劃或樣件試驗驗證計劃所列試驗項目進行試驗,形成試驗記錄及報告,确認産品是否符合相關要求。
4.5包裝評價項目小組應根據适用性、安全性、合理性對包裝進行評價,形成評價記錄。通過試裝運和試驗評價産品在正常運輸條件下避免損壞和在不利的環境條件下得到保護,形成《産品包裝評價》記錄。
4.6生産控制計劃生産控制計劃是試生産控制計劃的邏輯擴展,與試生産控制計劃相比,生産控制計劃應設法使過程穩定,檢驗頻次下降。生産控制計劃是一種動态文件,應根據實際生産經驗評審和更新控制計劃。
4.7生産件批準項目負責人綜合整理生産件批準全部文件,形成《生産件批準報告》,必要時提交用戶批準,具體執行《生産件批準程序(PPAP)》。生産件批準的目的是驗證由正式生産工裝和過程制造出來的産品是否符合工程要求。
4.8質量策劃認定和管理者支持項目小組應保證所有的控制計劃和過程流程圖已實施,可以在制造現場對此進行評審并做出正式認定。
在首次裝運之前,項目小組應對以下項目進行評審:——控制計劃:對于受影響的操作,應有可供使用的控制計劃;——操作指導書:驗證這些文件是否包含了在控制計劃中的所有的特殊特性,是否所有的PFMEA的建議已落實。——量具和試驗設備:控制計劃規定的量具、試驗設備,應驗證其重複性和再現性以及确保正确使用。
第四階段結束後,項目負責人按《新産品質量策劃完畢驗收單》逐項進行驗收,并經有關部門簽字确認,并獲取管理者支持後,最終移交批量生産。最後項目負責人将APQP文件資料整理彙總,交資料室存檔。
第五階段:反饋、評定和糾正措施
第五階段的核心是持續改進(減小變差、降低成本)。
APQP第五階段:反饋、評定和糾正措施階段 | |
輸入 |
輸出 |
4.1生産試運行 4.2測量系統分析 4.3初始過程能力研究 4.4生産确認試驗 4.5包裝評價 4.6生産控制計劃 4.7生産件批準 4.8質量策劃認定和管理者支持 |
5.1減少變差 5.2顧客滿意 5.3交付和服務 |
5.1減少變差
應用控制圖和其他技術識别過程變差的特殊原因和普通原因,分析變差的來源并采取措施減少變差。
項目小組定期召開會議,對産品的更改,過程的更改進行全面評定,并納入生産指導書和控制計劃。
5.2顧客滿意
項目小組相關人員收集顧客對産品要求及使用情況信息,進行持續改進,達到顧客持續滿意。
5.3交付和服務
按合同要求把産品完好地送到顧客指定的地點。
按年度服務計劃負責對用戶的服務。
供方和顧客要繼續合作解決問題和不斷改進,本階段獲取的經驗将為顧客和供方雙方提供所需的知識,提出建議,通過減少過程、庫存和降低質量成本達到降低價格,并為下一個産品提供合理的零件或系統。
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