汽车行业APQP质量管理解决方案

【导读】
汽车主机厂需要对数千个OEM供应商提供的零部件进行组装生产,汽车制造业是一个大规模大生产连续快速加工的模式。为了使汽车主机厂能高速正常流转、确保所有零部件的质量,需要
1 概述
汽车主机厂需要对数千个OEM供应商提供的零部件进行组装生产,汽车制造业是一个大规模大生产连续快速加工的模式。为了使汽车主机厂能高速正常流转、确保所有零部件的质量,需要制定出统一的质量管理规则。
 
2五大核心工具简介及关系
产品质量管理体系五大核心工具包括APQPPPAPMSASPCFMEA,见图。
产品质量管理体系五大核心工具
图1 产品质量管理体系五大核心工具
 
产品质量管理体系五大核心工具的制定通常覆盖发生在早期策划、设计阶段或过程分析中所有问题的解决方法。产品质量管理体系五大核心工具不是作为可选择的,而是必须全部都运用。

产品质量管理体系五大核心工具不是相互独立的,而是相互关联,甚至是输人和输出的关系。APQP是项目管理的总工具,当然也就包括了其他四个工具。产品质量管理体系五大核心工具的运用与项目阶段为相对应关系,见图2。
五大核心工具的运用与项目阶段对应关系
图2 五大核心工具的运用与项目阶段对应关系
 
在质量管理中五大工具运用的目的如下:
    a.从习惯的产品合格率转变为使客户满意;
    b.从追求高技术指标转变为追求使用质量、高性价比;
    c.从静态质量转变为动态质量;
    d.从追求检验质量转变为强调质量保证能力;
    e.从事后检验转变为事前预防,第一现场就处理好事情;
    f.从差不多就好转变为零缺陷;
    g.从强调体系和制度到强调价值观和企业文化;
    h.从追究操作者的责任到追究管理者的责任;
    i.从对顾客负责转变为对社会负责。
 
3 产品质量先期策划
3.1 产品质量先期策划(APQP)概述
产品质量先期策划(APQP)是采用系统化方法确定和建立必要的步骤,明确相关方职责,以确保满足顾客对产品的要求。其目的是制定产品质量计划来开发产品,满足顾客要求,并促进各参与方相互信任和支持,充分沟通以确保所要求的步骤按时完成。产品质量先期策划的基本原则如下。
 
    a.产品质量策划是一种结构化的方法,用来确定和制定确保某产品使顾客满意所需的步骤;
    b.有效的产品质量策划依赖于高层管理者对努力达到使顾客满意这一宗旨的承诺。产品质量先期策划进度见图3。
APQP进度
图3 APQP进度
 
3.2 APQP五个阶段
    a.计划和确定项目。针对如何确定顾客的需要和期望进行阐述,以计划并规定质量项目,所有的工作都应考虑到顾客,以提供比竞争者更好的产品和服务。
    b.产品设计和开发。讨论策划过程中设计特征和特性发展到最终形式时的质量策划诸要素。c.过程设计和开发验证。为了保证开发一个有效的制造系统,该系统应保证满足顾客要求和期望。
    d.产品和过程确认。讨论通过生产运行评价来对制造过程进行确认的主要特点。
    e.反馈、评定、纠正措施。生产控制计划是评价产品和服务之基础。应采用SPC手册对计量和计数型数据进行评价。
 
3.3APQP五个阶段的输入与输出APQP五个阶段输入与输出对应关系见表1。
APQP五个阶段输入与输出对应关系
 
4 潜在失效模式与影响分析
4.1 定义
FMEA(潜在失效模式与影响)是在产品设计阶段和过程设计阶段,对构成产品的子系统、零件、构成过程的各个工序逐一进行分析,找出所有潜在的失效模式,并分析其可能产生的后果,从而预先采取必要的措施,以提高产品质量和可靠性的一种系统化的活动,并将全部过程形成文件。其特点是以一种表格化的系统方法帮助工程师的思维过程确定失效模式及其后果,可有效地解决与预防问题。FMEA是动态文件,应始终反映最新水平以及最近的相关措施,包括开始生产以后发
生的。
 
4.2 FMEA在APQP中的地位和作用
FMEA在APQP中的地位和作用见图4。
FMEA在APQP中的地位和作用
图4 FMEA在APQP中的地位和作用
 
4.3 PFMEA的定义
PFMEA是“制造/装配工程师/小组”采用的一种分析技术。以最严密的形式总结了开发一个过程时工程师/小组的设计思想。在最大范围内保证已充分地考虑到并指明潜在失效模式及与其相关的后果起因/机理,在任何制造策划过程中正常经历的思维过程是一致的,并使之规范化。
 
4.4 PFMEA的运用
PFMEA开始于过程设计和开发之前或过程设计开发过程中;在过程设计任务(如:过程设计文件)完成之时完成PFMEA的工作。PFMEA的开发步骤包括识别过程、做出过程流程图、针对所有的过程展开PFMEA的开发、针对风险高的过程采取措施降低风险。PFMEA的使用时机是在可行性阶段或之前进行;并在计划的试生产日期前完成。(其中:默认PFMEA假定所设计的产品能够满足设计要求,不能依靠改变设计来克服过程中的薄弱环节)。
 
PFMEA是一种动态文件,须不断改进、更新,其变更时机包括过程变更时(如由于顾客反馈或顾客退货造成的变更)、RPN大于80时(焊装)、严重度数大于等于8时(一般企业经验)。
 
PFMEA的运用仍然存在一定的缺点,如其运用仍停留在表面;运用质量工具未达到共识;存在事后补文件的现象,仅是为了输出交付物,没有真正起到“潜在失效模式”的设计预防的作用;要求太笼统,不能直接指导运用;打分规则未细化,对于S/O,D值的打分规则未根据企业的实际情况进行细化;填写没有明确的要求,对于质量工具的每栏目应该填写的内容没有明确的要求。
 
5 测量系统分析
5.1 MSA概述
MSA用于分析测量系统对测量值的影响,其强调仪器和人的影响,对测量系统作分析,以确定测量系统的统计特性的量化值,并与认可的标准相比较。测量系统分析的目的是确定所使用的数据是否可靠。
 
测量系统分析的分析时机是新生产的产品存在较大的产品变差(PV)时;引进新仪器时(EV);测量操作更换新的人员时(AV);易损耗的仪器必须注意其分析频率。
测量系统分析的分析步骤为识别问题;测量系统和过程的流程图;因果图;计划——实施——研究——措施(PDSA);解决方法且进行验证。
 
5.2 过程变差剖析
过程变差剖析见图5。过程变差剖析时“重复性”和“再现性”是测量误差的主要来源。
过程变差剖析
图5 过程变差剖析

 
5.3 测量系统分析方法分类
测量系统分析方法分为计量型MSA和计数型MSA,其中计量型MSA包括稳定性-均值极差法;偏倚-一独立样本法;偏倚-均值极差法;线性-一元线性回归法5.GRR-均值极差法;GRR-Crossed ANOVA;GRR-Nested ANOVA。计数型MSA包括解析法;交叉表法;信号探测法。
 
6 统计过程控制
6.1 统计过程控制概述
统计过程控制是应用统计分析技术对生产过程进行实时监控,科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动,从而对生产过程的异常趋势提出预警,以便生产管理人员及时采取措施,消除异常,恢复过程的稳定,从而达到提高和控制质量的目的。
 
统计过程控制的分析步骤如下。
    a.确定关键变量(即关键质量因素);
    b.提出或改进规格标准;
    c.编制控制标准手册并落实;
    d.对过程进行统计监控;
    e.对过程进行诊断并采取措施解决问题。
 
其意义如下:
    a.有效监测和预防,提高生产率;
    b.提高顾客满意度,获得更多顾客;
    c.保证产品的稳定及进一步的持续改进;
    d.降低总的成本;
    e.全面了解质量信息,实现资源共享。
 
6.2 控制图概述
控制图是南美国贝尔(Bell)通信研究所的休哈特(W.A Shewhart)博士发明的,因此也称休哈特控制图。控制图是反映和控制质量特性值分布状态随时间而发生的变动情况的图表,它是判断工序是否处于稳定状态、保持生产过程始终处于正常状态的有效工具。其中控制图分为计量型控制图和计数型控制图。控制图种类及适用场合见表2,控制图的选择见图6。
控制图的选择
图6 控制图的选择
 
6.3 控制图编制步骤
控制图编制的步骤如下。
    a.确定控制项目和质量特性。进行工序控制最重要的是选择控制点,确定控制点的原则包括产品的关键质量特性及影响这些特性的支配性工序要素;工序质量不稳定,出现不合格品多的质量特性;用户意见较多的质量特性。
    b.选定控制图。对于不同控制项目或不同质量特性,应选用不同类型的控制图。
    c.确定样本组。作控制图时,应将产品分成若干样本组。
    d.确定抽样方法。抽样方法不同,控制图所反映出的质量特性就有所不同。
    e.搜集预备数据作分析用控制图。一般需20-25组数据。
    f.稳定状态判断。用预备数据做出了分析控制图后,观察工序是否处于控制状态。
    g.技术稳态的判断。分析生产过程的工序能力是否满足技术要求。若不满足,需调整工序能力,使之满足。
    h.进行日常控制。当工序处于稳定状态时,分析用控制图上的控制界限可作控制用控制图的控制界限使用,按每天算的数据打点,若发现工序有异常情况,就要立即追查原因,采取措施,并保留记录。
    i.控制界限的再计算。如果工序继续处于控制状态时,要定期评价控制界限。当操作者、原材料、机器设备、操作方法发生变化时,要进行再计算。
 
7 生产件批准程序
7.1 概述
生产件批准程序(PPAP)是顾客对供应商的产品、生产条件、生产过程等方面的书面约定与认可。其目的是用来确定供方是否已经正确理解了顾客工程设计记录和规范的所有要求,并且在执行所要求的生产节拍条件下的实际生产过程中,具有持续满足这些要求的潜能。
 
生产件批准程序必须适用于散装材料、生产材料、生产件或维修件的内部和外部供方现场。生产件批准程序的过程要求为用于PPAP的产品必须取自重要的生产过程;1~8h的生产,且规定的生产数量至少为300件连续生产的部件;在生产现场使用与生产环境相同的工装、量具、工艺、材料和操作人员进行生产。
 
7.2 PPAP评价要求
对PPAP进行评价时要求具有下列记录文件,其中某些项只适用于特殊的产品,例如外观批准报告,PPAP评价要求文件见表3。
 
7.3 PPAP提交状态
PPAP提交状态包括三种,完全批准指该零件或材料满足顾客所有的规范和要求;临时批准为限的时间或零件数量的前提下,允许运送生产需要的材料;拒收指从批量产品中提交出的样品和配备文件不符合顾客的要求。且只有当供方在下列情况下,可给予临时批准,明确了影响批准的不合格品根本原因,且已准备了一份顾客同意的临时批准计划。若获得“完全批准”,需要再次提交。一份临时批准文件所包括的材料,若没能按截止日期或规定的发运量满足已由顾客同意的措施计划,则会被拒收。如果没有同意延长临时批准,则不允许再发运。
 
7.4 PPAP提交等级PPAP提交等级见图7
PPAP提交等级
图7 PPAP提交等级
 
8 结束语
汽车是一种精细、繁杂的产品,其质量的保证不仅依靠先进的设备、缜密的工艺、优秀的员工,还要有高效的管理,其中产品质量管理是必不可少的一部分,而质量管理工具的运用会使产品质量管理事半功倍,因此深入理解、熟练应用质量工具在汽车生产制造中非常重要。


  • 2021-01-04 16:24
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