五大管理工具之一APQP 知识详解

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一、APQP 基本概念与目标
（一）概念 APQP（Advanced Product Quality Planning，产品质量先期策划）是一种结构化的方法，用于确保产品满足顾客需求和期望，在产品开发的早期阶段就对质量进行策划和控制，贯穿于产品从概念提出到批量生产的整个过程。它是 IATF16949 汽车行业质量管理体系中的核心工具之一，如今也广泛应用于电子、机械、医疗器械等多个制造行业。
（二）目标
1、确保产品能够满足顾客的需求和期望，提高顾客满意度。
2、提前识别产品开发和生产过程中可能出现的质量问题，采取预防措施，减少质量风险。
3、优化产品开发流程，缩短产品开发周期，降低开发成本。
4、确保产品在批量生产阶段能够稳定地达到质量要求，提高生产效率。
二、APQP 的五个阶段
（一）阶段一：计划和确定项目
1）、输入
1、顾客的需求和期望（如产品性能、外观、可靠性等）。
2、市场调研结果（包括竞争对手产品的质量水平、市场占有率等）。
3、公司的经营目标和战略规划。
4、相关的法律法规和标准要求。
2）、输出
1、产品质量策划小组的组建及职责分配。
2、产品可行性分析报告（包括技术可行性、成本可行性、生产可行性等）。
3、产品质量目标和可靠性目标的确定。
4、初始的产品设计概念和方案。
（二）阶段二：产品设计和开发验证
1）、输入
1、阶段一确定的产品设计概念和方案。
2、相关的设计标准和规范。
3、顾客提供的图样和技术要求（如有）。
2）、输出
1、详细的产品设计图纸和技术文件（如 BOM 表、零部件图纸、装配图纸等）。
2、设计失效模式与影响分析（DFMEA）报告，识别产品设计中可能存在的失效模式及其影响，并制定相应的改进措施。
3、产品原型样件的制作和测试报告，验证产品设计是否满足设计要求和顾客需求。
4、设计评审报告，对产品设计进行全面评审，确保设计的合理性和可行性。
（三）阶段三：过程设计和开发验证
1）、输入
1、阶段二输出的产品设计图纸和技术文件。
2、产品原型样件的测试结果和反馈意见。
3、相关的过程标准和规范。
2）、输出
1、详细的过程流程图，明确产品生产的各个工序和流程。
2、过程失效模式与影响分析（PFMEA）报告，识别过程中可能存在的失效模式及其影响，并制定相应的预防和纠正措施。
3、作业指导书（SOP）和检验指导书（SIP），规范员工的操作和检验行为。
4、生产设备和工装夹具的选型、采购或制作计划，以及设备和工装的验证报告。
5、过程能力研究计划，确定过程能力的评估方法和指标。
（四）阶段四：产品和过程确认
1）、输入
1、阶段三输出的过程设计文件和相关验证报告。
2、生产设备和工装夹具的调试结果。
3、原材料和零部件的采购情况及检验报告。
2）、输出
1、试生产的实施，按照制定的生产计划和作业指导书进行小批量试生产。
2、试生产过程中的数据收集和分析，包括产品质量数据、过程参数数据等。
3、过程能力分析报告，评估过程是否具备稳定生产合格产品的能力。
4、产品审核报告，对试生产的产品进行全面审核，验证产品是否满足顾客要求和相关标准。
5、生产件批准（PPAP）文件的准备，包括样品、检验报告、过程能力报告等，提交给顾客进行批准。
（五）阶段五：反馈、评定和纠正措施
1）、输入
1、顾客对 PPAP 文件的批准意见和反馈信息。
2、批量生产过程中的产品质量数据和过程参数数据。
3、顾客的投诉和抱怨信息。
2）、输出
1、对产品和过程进行持续的监控和评估，及时发现存在的问题。
2、针对发现的问题制定并实施纠正措施，防止问题再次发生。
3、对 APQP 过程进行总结和评审，总结经验教训，为后续的产品质量策划提供参考。
4、持续改进计划的制定，不断提高产品质量和过程效率。
三、质量工程师在 APQP 中的关键角色
（一）策划阶段
1、参与市场调研，收集和分析顾客需求、市场动态及竞争对手信息，为产品质量目标和策划方案的制定提供数据支持。
2、协助组建产品质量策划小组，明确小组各成员的职责和分工，制定 APQP 实施计划和时间表。
（二）设计开发阶段
1、参与产品设计评审，从质量角度对产品设计方案进行评估，提出改进建议，确保产品设计满足质量要求和顾客需求。
2、组织开展 DFMEA 工作，引导设计工程师、工艺工程师等相关人员识别产品设计中的潜在失效模式，制定有效的预防和改进措施，并跟踪措施的落实情况。
3、 监督产品原型样件的制作和测试过程，确保测试方法科学合理，测试结果准确可靠，及时反馈测试中发现的质量问题，并推动设计部门进行整改。
（三）过程开发阶段
1、参与过程设计评审，对过程流程图、作业指导书、检验指导书等过程设计文件进行审核，确保过程设计的合理性和可操作性，能够满足产品质量要求。
2、组织开展 PFMEA 工作，结合过程流程图，识别过程中的潜在失效模式及其影响因素，制定相应的预防和纠正措施，并验证措施的有效性。
3、参与生产设备和工装夹具的选型、采购和验证工作，提出质量方面的要求和建议，确保设备和工装能够满足生产过程的质量需求。
4、制定过程能力研究计划，确定过程能力的评估指标和方法，在试生产阶段组织开展过程能力分析，评估过程的稳定性和能力，为批量生产提供依据。
（四）确认阶段
1、参与试生产的组织和管理工作，监督生产过程按照作业指导书和检验指导书的要求进行操作，确保生产过程的稳定性和产品质量的一致性。
2、组织开展产品审核和过程审核工作，按照预定的审核计划和标准，对试生产的产品和生产过程进行全面审核，发现存在的质量问题和潜在风险，并提出整改要求。
3、协助准备 PPAP 文件，确保文件的完整性、准确性和规范性，按照顾客的要求提交 PPAP 文件，并跟踪顾客的批准进度，及时处理顾客提出的问题和意见。
（五）反馈与改进阶段
1、建立产品质量信息收集和反馈机制，及时收集批量生产过程中的产品质量数据、顾客投诉和抱怨信息等，对质量数据进行统计分析，识别质量问题的趋势和规律。
2、组织召开质量问题分析会议，针对发现的质量问题，组织相关部门进行原因分析，制定有效的纠正措施，并跟踪措施的实施进度和效果，确保问题得到及时解决。
3、对 APQP 过程的有效性进行评估和总结，分析 APQP 实施过程中存在的问题和不足，提出改进建议，不断优化 APQP 流程和方法，提高产品质量策划的水平。
四、APQP 常用工具与技术
（一）失效模式与影响分析（FMEA）
1、DFMEA（设计 FMEA）：在产品设计阶段开展，用于识别产品设计中可能存在的失效模式，分析失效模式对产品质量和顾客使用的影响程度，评估失效发生的可能性和探测难度，进而确定风险优先级（RPN），并针对高风险的失效模式制定改进措施，降低产品设计风险。
2、PFMEA（过程 FMEA）：在过程设计阶段开展，聚焦于生产过程中的各个工序和环节，识别过程中可能出现的失效模式，分析失效对产品质量、生产效率和成本的影响，评估失效发生的可能性、探测难度和严重程度，计算 RPN 值，对高 RPN 值的失效模式制定预防和纠正措施，确保过程稳定可靠。
（二）统计过程控制（SPC）
1、用于对生产过程中的关键特性进行实时监控，通过收集过程数据，绘制控制图（如均值 - 极差控制图、均值 - 标准差控制图、不合格品率控制图等），判断过程是否处于统计控制状态。2、当控制图出现异常波动时，及时发出预警信号，质量工程师需组织相关人员分析原因，采取纠正措施，使过程恢复稳定，防止不合格品的产生，确保过程能力满足要求。
（三）测量系统分析（MSA）
1、用于评估测量过程的准确性和可靠性，包括测量设备的偏倚、线性、稳定性、重复性和再现性等方面的分析。
2、 通过 MSA 可以识别测量系统中存在的问题，如测量设备精度不足、操作人员技能差异等，采取相应的改进措施，确保测量数据的准确性和有效性，为产品质量检验和过程控制提供可靠的数据支持。
（四）生产件批准程序（PPAP）
1、是 APQP 阶段四产品和过程确认的重要输出，也是顾客对供应商产品和过程进行认可的关键环节。
2、质量工程师需要协助准备 PPAP 文件，包括样品、检验报告、过程能力报告、FMEA 报告、控制计划等，确保文件符合顾客的要求。通过 PPAP 的提交和批准，证明供应商具备稳定生产合格产品的能力，为批量供货奠定基础。
（五）控制计划（Control Plan）
1、是 APQP 各阶段重要的输出文件之一，分为样件控制计划、试生产控制计划和批量生产控制计划。
2、控制计划详细列出了产品和过程的关键特性、控制方法、测量方法、样本大小、频率、接收准则以及异常情况的处理措施等内容，是生产过程中质量控制的重要依据，质量工程师需确保控制计划的合理性和可操作性，并监督控制计划的执行情况。
五、APQP 实施要点与常见问题
（一）实施要点
1、跨部门协作：APQP 涉及产品设计、工艺、生产、采购、质量等多个部门，需要建立有效的跨部门协作机制，明确各部门的职责和分工，加强沟通与协调，确保 APQP 各阶段工作顺利推进。
2、顾客参与：在 APQP 实施过程中，应积极邀请顾客参与，及时了解顾客的需求和期望，征求顾客对产品设计、过程设计等方面的意见和建议，确保产品和过程能够满足顾客要求。
3、风险意识：质量工程师应具备强烈的风险意识，在 APQP 各阶段通过 FMEA 等工具识别潜在的质量风险，制定有效的预防和纠正措施，降低风险发生的可能性和影响程度。
4、数据驱动：APQP 的实施应基于充分的数据支持，在产品设计、过程开发、试生产等各个阶段，都要收集相关的质量数据、过程数据等，通过统计分析得出结论，指导决策和改进工作。5、持续改进：APQP 不是一个一次性的过程，而是一个持续改进的循环。在产品批量生产后，要持续监控产品质量和过程性能，收集顾客反馈信息，及时发现问题并采取改进措施，不断优化产品和过程，提高产品质量和顾客满意度。
（二）常见问题
1、部门协作不畅：各部门之间缺乏有效的沟通与协调，信息传递不及时、不准确，导致 APQP 工作出现延误或重复劳动，影响产品开发进度和质量。
2、FMEA 流于形式：部分企业在开展 FMEA 工作时，缺乏深入的分析和思考，FMEA 报告内容空洞，未能真正识别潜在的失效模式和风险，预防和改进措施缺乏针对性和有效性。
3、控制计划执行不到位：控制计划制定后，在实际生产过程中未能严格按照控制计划的要求进行操作和检验，导致过程控制失控，不合格品率升高。
4、数据收集与分析不足：在 APQP 实施过程中，未能及时、准确地收集相关数据，或者对收集到的数据缺乏有效的统计分析，无法为决策和改进提供可靠依据。
5、 忽视顾客反馈：对顾客的投诉和抱怨处理不及时，未能将顾客反馈信息纳入 APQP 持续改进过程中，导致产品和过程无法及时满足顾客需求的变化。
六、APQP 应用案例分析
（一）案例背景某汽车零部件制造企业承接了一款新型汽车发动机缸体的生产订单，顾客对产品的尺寸精度、强度、密封性等质量要求较高，且要求在 6 个月内完成产品开发并实现批量生产。为确保产品能够满足顾客要求，该企业决定按照 APQP 流程开展产品质量策划工作。
（二）APQP 实施过程
1）计划和确定项目阶段
1、组建了由设计、工艺、生产、采购、质量等部门人员组成的 APQP 小组，明确了各成员的职责。
2、质量工程师通过市场调研和与顾客沟通，收集了顾客对发动机缸体的质量要求、性能指标以及相关的法律法规和标准要求，制定了产品质量目标和可靠性目标。
3、开展了产品可行性分析，从技术、成本、生产等方面评估了企业是否具备生产该产品的能力，最终确定该项目可行，并制定了 APQP 实施计划。
2）产品设计和开发验证阶段
1、设计部门根据顾客要求和产品质量目标，完成了发动机缸体的详细设计图纸和技术文件。
2、质量工程师组织设计、工艺等部门人员开展了 DFMEA 工作，识别出缸体铸件气孔、裂纹、尺寸超差等潜在失效模式，计算了 RPN 值，并针对高 RPN 值的失效模式制定了改进措施，如优化铸造工艺参数、增加探伤检测等。
3、制作了产品原型样件，并按照相关标准进行了尺寸检验、强度测试、密封性测试等，测试结果表明产品原型样件基本满足设计要求，但在个别尺寸精度方面还需要进一步改进。
4、组织召开了设计评审会议，对产品设计进行了全面评审，针对测试中发现的问题，设计部门对设计图纸进行了修改和完善。
3） 过程设计和开发验证阶段
1、工艺部门根据修改后的产品设计图纸，制定了详细的过程流程图，明确了铸造、机加工、装配等各个工序的操作步骤和工艺参数。
2、质量工程师组织工艺、生产等部门人员开展了 PFMEA 工作，识别出铸造过程中温度控制不当、机加工过程中刀具磨损等潜在失效模式，制定了相应的预防和纠正措施，如安装温度监控系统、定期检查刀具磨损情况等。
3、制定了作业指导书和检验指导书，明确了各工序的操作方法和检验标准。
4、完成了生产设备和工装夹具的选型、采购和安装调试工作，并对设备和工装进行了验证，确保其能够满足生产要求。
5、制定了过程能力研究计划，确定了对缸体关键尺寸的过程能力进行评估。
4）产品和过程确认阶段
1、按照制定的生产计划和作业指导书进行了小批量试生产，生产过程中严格按照检验指导书进行检验，收集了产品质量数据和过程参数数据。
2、对试生产的产品进行了过程能力分析，结果表明关键尺寸的过程能力指数（Cpk）均大于 1.33，满足批量生产要求。
3、组织开展了产品审核和过程审核，审核结果显示产品质量和过程控制均符合要求。
4、准备了完整的 PPAP 文件，包括样品、检验报告、过程能力报告、FMEA 报告、控制计划等，并提交给顾客进行批准，顾客对 PPAP 文件进行了审核，最终批准通过。
5）反馈、评定和纠正措施阶段
1、 批量生产过程中，质量工程师建立了产品质量信息收集和反馈机制，定期收集产品质量数据和顾客反馈信息。
2、通过统计分析发现，个别批次的缸体在密封性测试中出现轻微渗漏现象，组织相关部门进行原因分析，最终确定是由于密封件安装不当导致的。
3、制定了纠正措施，对操作人员进行了密封件安装技能培训，并增加了密封件安装后的检查环节，经过验证，该问题得到了有效解决。
4、 对 APQP 过程进行了总结和评审，总结了本次 APQP 实施过程中的经验教训，为后续的产品质量策划工作提供了参考。
（三）案例总结通过严格按照 APQP 流程开展产品质量策划工作，该汽车零部件制造企业在规定的时间内完成了新型发动机缸体的产品开发和批量生产，产品质量满足顾客要求，得到了顾客的认可。同时，在 APQP 实施过程中，企业积累了丰富的经验，提高了产品质量策划水平和跨部门协作能力，为企业的持续发展奠定了坚实的基础。