品质管理 14： APQP 产品质量先期策划和控制计划使用指导
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产品质量先期策划和控制计划(A P Q P)
1.1 组织APQP组织：横向职能小组(多方论证小组)，主要活动有：
(1) 特殊特性的开发和确定；
(2) 失效模式和后果的分析和评审；
(3) 制定控制措施；
(4) 控制计划的制定与评审。
1.2 确定小组的任务范围及其职责
① 选出项目小组组长，项目小组组长负责监督策划过程。
② 确定每一代表方的角色和职责。
③ 明确内部和外部的顾客。
④ 确定顾客的要求。
⑤ 确定小组职能及小组成员。应明确哪些个人或供应商应加入横向职能小组，哪些可以不需要参加。
⑥ 理解顾客的期望。如：设计、试验次数。
⑦ 对所提出来的设计、性能要求和制造过程评定其可行性。
⑧ 确定成本、进度和必须考虑的限制条件。
⑨ 确定所需的来自于顾客的帮助。
⑩ 确定横向职能小组开展工作的文件化过程和方法。
1.3 加强小组间的联系、培训
1.4 争取顾客的参与
1.5 运用同步技术（又称同步工程、并行工程）。
并行工程相对于传统的串行工程(逐级转换工程)而言，是对产品设计及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。这种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品全生命周期中的所有因素，包括质量、成本、进度及用户需求。
1.6 制定控制计划
一般需制定三个阶段的控制计划：① 样件试制；② 小批量试生产；③ 批量生产。
1.7 解决策划中的问题
对策划过程中遇到的问题，可列出解决问题的责任和时间矩阵表。解决问题时，要多方论证，并使用适当的分析技术，比如因果分析图、试验设计(DOE)等。
1.8 制定开展APQP工作的进度计划：APQP的5个阶段：计划和确定项目；产品设计与开发；过程设计与开发；产品与过程确认；反馈、评定和纠正措施。
不同类型企业产品质量策划责任矩阵图
策划内容 | 企 业 类 型 | ||
第一类企业 (有设计责任) | 第二类企业 (仅限制造) | 第三类企业 (服务型企业) | |
确定CFT的任务范围及其职责 | √ | √ | √ |
计划和确定(本书第1.2) | √ | ||
产品设计和开发(本书第1.3) | √ | ||
可行性(本书第1.3(13)) | √ | √ | √ |
过程设计和开发(本书第1.4) | √ | √ | √ |
产品和过程确认(本书第1.5) | √ | √ | √ |
反馈、评定和纠正措施(本书第1.6) | √ | √ | √ |
控制计划(本书第1.7) | √ | √ | √ |
注：“√”表示与之相关。 |
2、各阶段任务
2.1计划和确定项目阶段：了解顾客需要和期望，决定要开发的产品／项目并确定产品／项目开发计划。
2.1.2 输入
(1) 顾客的呼声：内部和／或外部顾客的抱怨、建议、资料和信息。顾客呼声的来源：① 市场信息； ② 保修记录；③ APQP小组成员的经验。
(2) 顾客业务计划和营销战略
(3) 优秀者的产品／过程基准（标杆）数据
(4) 产品／过程没想
(5) 产品可靠性研究
2.1.2输出
(1) 可度量的设计目标
(2) 可靠性和质量目标
(3) 初始材料清单、初定的供应商名单
(4) 初始过程流程图
(5) 产品及过程特殊特性的初始清单
(6) 产品保证计划：包括但不限于以下内容：
·产品／项目要求。
·确定可靠性、耐久性和分配目标和／或要求。
·风险评估。评定新技术、复杂性、材料、应用、环境、包装、服务和制造要求或其他任何会给项目带来风险的因素。
·进行失效模式分析(FMEA)。
·制定初始产品／项目标准。
(7) 管理者支持
2.2产品的设计和开发阶段
2.2.1输入：计划和确定项目阶段的输出是本阶段的输入。
2.2.2输出
(1) 设计失效模式和后果分析(DFMEA)
(2) 可制造性(DFM)和可装配性(DFA)设计分析（设计中需考虑同步工程）。
主要考虑以下项目：
·设计对制造变差的敏感性。
·制造和/或装配过程。
·尺寸公差。
·性能要求。
·零部件数量。
·过程调整。
·材料搬运等。 设计完成后，要进行DFM/DFA评审，填写DFM／DFA评审报告(见表1—2)。
表1-2 DFM／DFA评审报告
顾客或厂内产品/零件号： 产品／零件名称：
设计人员： 设计完成日期：
评审日期：
评审项目 | 评审结论 | ||||
1．设计对制造变差的敏感性 | |||||
2．制造和装配过程 | |||||
3．尺寸公差 | |||||
4．性能要求 | |||||
5．部件数 | |||||
6．过程调整 | |||||
7．材料搬运 | |||||
评审人员： | |||||
姓名 | 部门 | 职位 | 姓名 | 部门 | 职位 |
编制／日期： | 审核／日期 | 批准／日期： |
(3) 设计验证
(4) 设计评审，包括：
·设计满足设计输入要求的程度。
·设计与过程能力(设备、设施、技能、环境等)的匹配。
·可制造性、安全性、可靠性、可维修性要求。
·功能和操作要求。
·构成要素的相容性。
·对环境的适应性，设备、设施及材料的选择。
·标准化程度。
·可行性(技术、环境、顾客接受程度等)。
·DFMEA的正确性。
·实际验证(计算机模拟试验／台架试验/试运行等)的结果等。
(5) 样件制造控制计划与样件制造
(6) 技术图样
(7) 技术标准(工程规范)
(8) 材料标准
(9) 图样和标准的更改
(10) 新设备、工装和设施要求
(11) 产品和过程的特殊特性（一定要体现在控制计划中）。
(12) 量具／试验设备要求
(13) 小组可行性承诺和管理者的支持（“设计信息检查表”和“小组可行性承诺表”）。
2.3 过程设计和开发阶段
2.3.1 输入：产品没计和开发阶段的输出足本阶段的输入。
2.3.2 输出
(1) 包装标准（包装标准一般包含在产品标准中）。
(2) 产品／过程质量体系的评审（用“产品／过程质量检查表”）。
(3) 过程流程图（用“过程流程图检查表”对其进行检查）。
(4) 车间平面布置图（用“车间平面布置图检查表”进行评价）。
(5) 特性矩阵图（显示产品特性与工序过程的对应关系）。
特性矩阵图(举例)
特 性 | 工 序 | ||||
…… | 工序5 粗车 | …… | 工序12 渗碳淬火 | …… | |
A 尺寸 | |||||
B 端面跳动 | |||||
C 硬度HRC58～62 | |||||
…… | |||||
注： 代表强相关；代表一般相关； 代表弱相关。 |
(6) 过程FMEA（用“过程FMEA检查表”对过程FMEA进行检查）。
(7) 试生产控制计划（用“控制计划检查表”进行检查）。
(8) 过程指导书
(9) 测量系统分析计划
(10) 初始过程能力研究计划
(11) 包装规范
(12) 管理者支持：评审应有管理者参加，APQP小组应随时汇报进展情况。
2.4 产品和过程确认阶段
2.4.1 输入：过程设计和开发阶段的输出是本阶段的输入。
2．4.2 输出
(1) 试生产，以验证制造过程的有效性。
试生产的数量通常由顾客设定，但可以超过这个数。通过试生产，进行如下一些工作：
·初始过程能力研究。
·测量系统评价。
·最终可行性评估。
·生产确认试验。
·生产件批准。
·包装评价。
·首次能力(FTC)认定。
·质量策划认定。
(2) 测量系统评价
(3) 初始过程能力研究
(4) 生产件批准
(5) 生产确认试验(按照产品标准规定的试验要求进行型式试验。型式试验的内容至少包括：全尺寸检验、材料试验、性能(功能)试验)。
(6) 包装评价(正常运输中免受损伤、在不利环境下受到保护,可采用试运装和试验)。
(7) 生产控制计划(用“控制计划检查表”进行检查)。
(8) 质量策划认定和管理者支持（用“产品质量策划总结和认定”表进行总结和认定）。
要保证产品首次发运前，以下项目得到评审：
·是否建立了完善的控制计划。
·过程指导书(工艺规程、作业指导书等)是否包含控制计划中规定的所有产品和过程特殊特性，是否包括过程FMEA中的建议措施，是否与过程流程图、控制计划相一致。
·特殊量具／检测设备的MSA与使用方法是否正确。
1.6 反馈、评定和纠正措施阶段
反馈、评定和纠正措施阶段，是根据过程生产、产品使用、交付服务中得到的信息·改进产品质量策划中的不足，提高顾客满意程度的阶段。
1.6.1 反馈、评定和纠正措施阶段的输入
产品和过程确认阶段的输出是本阶段的输入。
1.6.2 反馈、评定和纠正措施阶段的工作／输出
(1) 减少变差
在正式生产阶段，应利用控制图和其他统计工具识别过程变差。应组织相关部门对产生变差的原因进行分析，并采取措施减少变差，以持续改进和提高产品质量和过程能力。
(2) 顾客满意度的评价
应经常与顾客进行沟通，根据顾客的意见，评估APQP的有效性·并作出必要的改进以增强顾客的满意度。
(3) 交付和服务
在交付和服务阶段，与顾客继续合作以持续不断的改进和解决问题，这一阶段的改进，有利于减少不必要的过程、库存和质量成本，并为下一个产品的开发提供经验。
1.7 控制计划
1.7.1 控制计划的说明
(1) 控制计划是控制产品和过程系统的书面描述，其目的是确保产品制造过程处于受控状态。
控制计划描述了过程的每个阶段(包括进货、过程中、出厂)所需的控制措施。重点在于表明产品的重要特性和技术要求，更多的是针对产品／过程的参数。
(2) 控制计划协助企业按顾客要求制造出优质产品，它是以提供结构性的途径来达到这一目标的。
(3) 控制计划不能代替作业指导书。控制计划主要是给工程师使用的，一般不能直接指导生产。因此要根据控制计划中要控制的项目和要求，编制一系列作业指导书，供现场的具体操作人员使用。
(4) 一个单一的控制计划可以适用于以相同过程、相同原料生产出来的同一个系列的产品。
(5) 为了有助于说明，必要时可为控制计划附上简图。
(6) 控制计划是—动态文件，应随着测量系统和控制方法的改进而更新。
(7) 控制计划中要求对避免不合格产品或操作失控制定反应计划。
1.7.2 控制计划的内容
控制计划中必须有对产品和过程的特殊特性、产品的检验和试验进行控制的内容。
控制计划是用来对需要控制的产品和过程的特殊特性、产品的检验和试验确定管理内容的，包括所要控制的因素、控制项目的界限、控制方法、检查方法和频次、反应计划等内容。
必须注意的是，控制计划不能代替作业指导书。控制计划主要是给工程师使用的，不能直接指导生产，因此要根据控制计划中要控制的项目和要求，编制一系列各类指导现场生产用的文件，如过程作业指导书、检验作业指导书、设备点检表等，供现场的具体操作人员使用。
1.7.3 制定控制计划的时机
一般需制定三个阶段的控制计划：
(1) 样件试制控制计划
在样件试制前，要制定样件试制控制计划。样件制造控制计划是描述样件制造过程中对产品和过程的特殊特性、产品的检验和试验(尺寸测量、材料及性能试验)进行控制的文件。
(2) 小批量试生产控制计划
在小批量试生产前，要制定小批量试生产控制计划。小批量试生产控制计划是描述小批量试生产中对产品和过程的特殊特性、产品的检验和试验(尺寸测量、材料及性能试验)进行控制的文件。
(3) 批量生产控制计划
在小批量试制鉴定后，批量生产前。要根据试生产的实际情况和生产经验，对试生产控制计划进行修订和扩展，形成生产控制计划，为批量生产中产品和过程的特性、过程控制、产品的检验和试验、测量系统的控制提供指导。
三个不同阶段的计划，其阐述的重点不同，前两者以尺寸测量、材料和性能试验为核心。
1.7.4 制定控制计划的程序
(1) 确定产品和过程的特殊特性。
在确定产品和过程的特殊特性时。要充分利用下列信息：
·过程流程图。
·系统／设计/过程FMEA。
·相似产品的经验。
·设计评审。
·APQP小组成员的经验。
·优化方法(如QFD，DOE)，等等。
(2) 针对产品和过程的特殊特性及其他特性，确定需要控制的内容。
控制的内容中必须有对产品和过程的特殊特性、产品的检验和试验进行控制的描述。
(3) 确定为避免生产不合格品或操作失控所需的纠正措施(即制定反应计划)。
(4) 填写标准的“控制计划”表格。
(5) 做好控制计划的跟踪管理。
控制计划是一动态文件，当测量系统和控制方法改进时。要及时更新控制计划。
1.7.5 控制计赳标准表格的使用
控制计划没有统一的格式要求，各公司可以根据其实际情况进行设计。ISO／TS 16949、QS9000从标准化的角度考虑，设计了一种控制计划标准表格(见案例1-1)。下面就控制计划标准表格各栏目的填写要求作一详细说明：
(1) 样件、试生产、生产((1)为表格中的序号，以下类推)
选择控制计划的类别，在其前面的方框内打上“×’，符号。
(2) 控制计划编号
填人控制计划的编号，以便查询。
(3) 零件编号／最新更改等级
填入被控制的系统、子系统或部件编号。必要时填入图样的最新版本和／或发布日期。
(4) 零件名称／描述
填入被控制的产品j过程的名称。
(5) 组织／工厂
填入制定控制计划的公司和适当的分公司/工厂/部门名称。
(6) 组织代码
填写顾客给组织的识别码。如顾客没有给定，则不填。
(7) 主要联系人／电话
填写负责控制计划的主要联系人姓名和电话号码。
(8) 核心小细
填入制定控制计划最终版本的人员的姓名、部门、电话（建议将所有人员的姓名、部门、电话、地址等记录在一张附表上）。
(9) 组织／工厂批准／日期
必要时，要获得负责的制造厂批准。填入批准人的姓名和批准日期
(10) 日期(编制)
填入首次编制控制计划的日期。
(11) 日期(修订)
填入最近修订控制计划的日期。
(12) 顾客工程批准／日期
顾客有要求时，要获得顾客技术部门的批准。由顾客技术部门将批准填入。
(13) 顾客质量批准／日期
顾客有要求时，要获得顾客质量代表的批准。由顾客质量代表将批准填入。
(14) 其他批准／日期
如有其他要求，则由其他人员将批准填入。
(15) 零件／过程编号
填入加工过程编号。该项目编号通常参照于过程流程图。如果有多零件编号存在(如：组件)，那么应相应地列出单个零件编号和它们的过程编号。
(16) 过程名称／操作描述
填入过程流程图中最能描述所述活动的过程/操作名称。
(17) 生产用机器、装置、夹具、工装
适当时，填入每一操作用的加工装备，如机器、装置、夹具或其他工具。
(18) (特性)编号
对每一过程中的产品特性和过程特性分别按顺序编号。并填入。
(19) 产品(特性)
在此填入在图样或其他技术文件中规定的产品特殊特性以及其他的产品特性。这些特性将作为产品检测的项目。
在图样或其他技术文件中所描述的部件、零件或总成的特点或性能称为产品特性。
核心小组应识别出产品的特殊特性，要保证所有的特殊特性都应列入控制计划中。此外还可将在正常操作中进行过程常规控制的其他产品特性列入控制计划。
(20) 过程(特性)
在此填入在技术文件中规定的过程特殊特性以及其他的必要的过程特性。
过程特性是指影响产品特性的过程参数。过程特性仅能在其发生时才能测量。核心小组应识别和控制过程特性的变差以最大限度减少产品变差。
对于每一个产品特性，可能有一个或更多的过程特性影响它。同样，在某些过程中，一个过程特性可能影响数个产品特性。
(21) 特殊特性分类
这一栏用来填入特殊特性的类型，或者空着。特殊特性的类型一般用符号标识。
顾客对特殊特性标识符号有规定时，对外的控制计划按顾客规定的符号进行标识；对内的控制计划，一般使用公司内部的特殊特性标识符号。为此要建立公司标识符号与顾客标识符号的对照表。当然，可同时使用顾客规定的特殊特性符号和公司规定的特殊特性符号，即对顾客指定的特殊特性，使用顾客规定的特殊特性符号；对公司自己开发的特殊特性，使用公司规定的特殊特性符号。
克莱斯勒、福特和通用汽车公司三大汽车公司的特殊特性标识符号见表1—3。
产品项目工程师在相关的文件(如流程图、控制计划、作业指导书、FMEA、图纸等)中要对特殊特性进行标识。除了要标识顾客指定的产品和过程特殊特性外，还应标识本公司开发的产品和过程的特殊特性。
产品和过程特性分级的目的是为了更好的保证产品质量，对关键特性进行重点控制和重点管理。
1．特殊特性定义
特殊特性(special characteristic)：可能影响产品的安全性或法规符合性、配合、功能、性能或其后续过程的产品特性或制造过程参数。
2．产品特性分级的定义及分级标志
(1)产品特性分级的定义
① 关键特性：如果超出规定的界限就会导致人的生命和财产的损失或使产品丧失功能。
② 重要特性：如果超出规定的界限就会导致产品功能失误或降低原有的使用功能。
③ 次要特性：即使超出规定的界限，对产品的使用性能也不会产生影响或只产生轻微的影响。
一般所说的特殊特性包括关键特性和重要特性。
(2)产品特性分级的标志
3．过程特性分级的定义及分级标志
(1) 过程特性分级的定义
过程特性是指影响产品特性的制造过程参数，一般分为：
① 关键特性：这种特性在工序中可能偶尔存在着偏离公差的重大波动，并且将产生难以令人接受的过高的长期平均不合格品率或次品率。
② 重要特性：这种特性在工序中可能偶尔存在着偏离公差的波动，并且将产生较低的长期不合格品率或次品率。
表1-5产品／过程特性分级的标志(仅供参考)
特性分级 级 别 | 特性分级标志形式 | |||||
第1种形式 | 第2种形式 | 第3种形式 | 第4种形式 | 第5种形式 | 第6种形式 | |
关键特性 | 或[1] | S | [G] | [A] | ||
重要特性 | [2] | I | [z] | [B] | ||
次要特性 | [3] | 不标志 | 不标志 | [C] | ||
注：很少采用第六种标志形式。 |
③ 次要特性：这种特性在工序中可能偶尔存在着偏离公差的波动，但不会产生长期不合格品率或次品率。
一般所说的特殊特性包括关键特性和重要特性。
(2)过程特性分级的标志 见表1—5。
(25) 控制方法：可采用SPC(统计过程控制)、检验单、防错技术(自动/非自动)等方法对操作进行控制。如使用复杂的控制程序，则应在该栏填写控制文件编号。