齿轮产品质量先期策划APQP实例

1、产品质量先期策划（APQP）实例思路，以下提供一个假想的案例，内部可能会有不符合。SPIKE公司生产汽车齿轮零件并提供给DER公司进行组装，DER将SPIKE提供的齿轮产品与其他零部件一起组装成汽车分总成零件再提供给某汽车整车厂顾客。2004-3-13，DER向SPIKE公司的业务部发来一份EMALL如下：XXXX本公司希望你公司设计和生产FD981两极同轴斜齿圆柱齿轮减速器零件(我们将提供一个齿轮零件样品,该样品为零件的真实尺寸要求),其他要求如下:齿轮装置的传递功率P1=40 KW,齿轮转速n1=1 450 r/min,齿数比I=u=3.8,工作寿命10年,每年工作360天,每天工作16h

2、,工作时载荷状态平稳,双向运转,结构紧凑等。需要按PPAP等级3进行相关批准。如能获得批准将可获得年批量为XX的订单。根据我们的开发进度,该产品的进度安排为:在2004年5月13日,提交设计样件3个并附送相关设计图纸,设计样件全性能试验和全尺寸检验报告,其他按APQP手册进行。2004年5月14日,提交生产件50个并按PPAP等级3附送相关资料。希望你们确认后根据进度和要求安排相关的质量策划过程以配合我们的工作。 XXXDER公司2004年3月13日APQP第一步:计划和确定项目这个阶段公司根据顾客要求,定义项目并确定项目范围,将顾客的要求和样品确认后转化为公司的内部文件,并通过项目任务书立项

3、.项目任务书如下:项目定义(例):产品定义:两极同轴式斜齿轮圆柱齿轮减速器;产品要求:外观要求:XX技术要求:齿轮装置的传递功率P1=40 KW,齿轮转速n1=1 450 r/min,齿数比I=u=3.8,工作寿命10年,每年工作360天,每天工作16h,工作时载荷状态平稳,双向运转,结构紧凑等。成本:安全性:工作范围:XX齿轮零件的设计到生产的策划;时间进度:2004-5-13,提交顾客设计样件批准;2004-11-14,PPAP提交人员:公司内8人参与;风险;XX由公司建立了跨部门的APQP小组,该小组由于为第一次进行APQP活动,基本上在开始阶段包括了质量、生产、技术、业务、采购、财务等

4、部门的人员参加。具体有:质量部:A主管、B,主要负责相关质量职责范围内的事宜,如检验和试验等;技术部:C主管,主要负责设计开发、工艺等相关事宜;业务部:E主管,主要负责与顾客的沟通,担任小组的顾客代表;财务部:F主管,主要负责采购相关事宜;生产部:H主管。任命技术部C主管为项目小组组长协调和组织整个小组的策划活动。小组成立后的第一次会议主要议题是初步明确需开展的工作并据此制定进度计划。从计划的角度出发,必须明确任务(活动)、分配和/或其他事项。小组根据APQP手册的指引,将本项目进行工作分解,即分解成需开展的工作(活动) 。展开的工作需要及组织如下: (略)根据工作展开及相关职责的确定,小组进

5、一步讨论了各项工作所需的资源及逻辑关系(对大项目建议采用网络分析方法和关键路径方法),制定了甘特图计划。标识任务名称工期开始时间完成时间前置任务资源名称1试生产7个工作日2004年9月24日2004年10月2日生产部2测量系统分析10个工作日2004年10月3日2004年10月16日1品质部3初始过程能力研究19个工作日2004年9月24日2004年10月18日1SS品质部4型式试验26个工作日2004年10月4日2004年11月8日1FS+1品质部5包装试验和评价3个工作日2004年10月4日2004年10月8日4SS品质部6生产控制计划10个工作日2004年10月9日2004年10月22日

6、技术部7APQP总结2个工作日2004年11月12日2004年11月13日会议8PPAP提交4个工作日2004年11月14日2004年11月19日7技术部首先由技术部门到顾客处与顾客一起将相关的要求进一步讨论并将项目任务书中理解不一致的地方进行明确,将双方的沟通结果形成文件并确认。在信息收集方面,小组用部分时间收集了该顾客的有关情况包括对竞争产品质量,报刊杂志信息的分析等形成了XX产品信息报告。报告内容如下:顾客用该产品的目的,目标市场;竞争对手或产品情况;可行性分析。在可行性分析中,包括以下内容:初始BOM(材料清单),如下;材料代码材料名称材料规格材料来源图号P123钢材329USI钢铁厂

7、XXXXXXXXXXXXXX(注:该材料清单上应包括初始合格供方的清单即材料来源)2)初始过程流程图如下;1.材料的选用2.材料检验3.锻造毛坯4.正火5粗车各部分6.精加工孔9.滚齿8.检验7.精车各部分10.倒角13.推孔11.去毛刺12.渗碳淬火15.检验14.珩齿成品仓库3) 根据工序假设和产品假设(包括可靠性假设)制定了初步预计的产品质量目标和成本目标。质量目标要求达到一次合格率(良品率)99%以上,可靠性目标需达到XXX标准,产品标准为XX,成本为XXX。六、小组通过讨论形成了“初始特殊特性清单”,如下:特殊特性产品特性A尺寸0.01mm0.01mm58.B渗炭淬火HRC58-62

8、,符合MIL-XXXC圆柱度0.008MMD径向跳动0.022 MME端面跳动0.022 MM重要特性产品特性F倒角245弯曲疲劳寿命符合XX标准一般特性产品特性外观符合外观基准其他特性见产品规范注:为顾客指定的特殊性;为自己开发的关键特性。一般特性没有标识:本表格并不覆盖所有的特性。七、产品保证计划内容如下:XX零件产品保证计划1.产品要求:XX2.进度要求:XX3.产品构成分解:XX4.风险评估:XX5.质量保证组织及职责、权限:XX6.产品标准:XX-78239 产品名称:XX 产品图样:XX 性能要求:XX 可靠性要求:XX 检验规范:XX注:上述表格的填表说明为产品要求:阐述产品的名

9、称、型号、规格、图号等,将顾客的产品要求列入。进度要求:需要首先将经确认的顾客进度要求阐述,并包括根据顾客要求展开的进度预计。产品构成分解:将产品向下分解成各零部件组成,如可能采购件和自己中工件。风险评估:描述可能的风险、可靠性、影响和危害。质量保证组织及职责、权限:阐述在该产品策划和开发过程中质量保证的人员和组织形式,包括相关的职责和权限。在小组中明确专门的质量保证人员对复杂产品的策划和开发是需要的。产品图样:在由顾客提供图纸时,只需将其确认转换为自己的图纸,需要顾客的再确认。如需自己设计开发,则可只形成初始的简单图样。性能要求:包括外观、功能、性能等质量要求。可靠性要求:阐述产品的可靠性要

10、求。检验规范:包括根据产品构成分解和组织的特定建立初步的检验点和控制要求。八、完成以上工作后,按照预定的计划小组对相关的工作进行了评审,确定了项目定义工作的完成。评审报告如下:项目定义(需求确定)评审报告产品:XX评审人/日期:XXX/XX评审项目评审结果1.是否明确顾客对产品的需求?2.是否明确顾客的进度要求?3.是否明确可靠性和质量目标?4.可行性研究结果如何?5.特殊特性是否确定正确?6.产品保证计划是否制定?7.其他APQP第二步:产品设计和开发一、技术部负责组织设计工程师,结合工艺工程师和生产线工程师组成DFMEA小组开发DFMEA。在进行DFMEA之前,小组进行了准备工作,如下:将

11、其他厂家的类似产品和自己的以前类似产品的失效模式分析结果进行汇总;开发出如下清单希望设计做什么希望设计不做什么顾客需求,包括QFD(质量功能展开)输入和其他的需求文件,包括已知的产品要求和制造/装配要求;产品分解方框图(略)根据以上信息及相关资料,小组制定的DFMEA(例)如下:潜在失效模式及后果分析(设计FMEA)顾客的 系统 FMEA编号,DFMEA-09-948FD981两极同轴式斜齿轮减速器零件子系统 设计责任:SPIKE公司技术部 页码:共 页第 页车型年/车辆类型: XXX 编制者: 关键日期: FMEA日期:核心小组:FMEA小组项目功能潜在失效模式潜在失效后果严重度(S)级别潜

12、在失效起因/机理频度现行设计控制探测度(D)风险顺序数(RPN)建议措施责任和目标完成日期措施结果采取的措施严重度频度探测度RPN小齿轮图号:12894-A由传动比决定;保持整个齿轮系统的传动齿轮的轮齿运转一定时间后出现裂纹引起齿轮系统跳动加大减速器寿命降低,甚至不能工作,导致:车辆故障及用户安全问题10关键材料选用的为XX型材配方不当2小样试制,零件耐久性试验6120理化试验室材料试验试验结果表明材料选用没有问题102240二、技术部进行设计,包括设计方案制定、详细设计等。其内容包括:设计计算a.选择材料、精度及参数即齿轮的材料、热处理方法、齿面硬度、精度等级、大、小齿轮的齿数、初选螺旋角。

13、b.按齿面接角强度设计即根据设计任务书中给出的工作备件确定计算系数,并进而计算出齿轮分度圆直径、模数、中心距、修正螺旋角、齿轮宽度。c.校核齿根弯曲疲劳强度根据载荷条件、齿形情况及工作寿命要求,计算弯曲应力(sF1和sF2)及弯曲疲劳许用应力(sF1和sF2)且要求sF1sF1 、sF2sF2。II.结构设计齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济等因素有关。通常先按齿轮的直径大小,选定合适的结构型式,然后再根据试验数据,进行结构设计常见的结构型式有齿轮轴(齿轮和轴做成一体)、实心结构、腹板试结构、带加强筋的腹板式结构、轮辐式结构、齿圈式的结构。设计并绘制齿轮零件图

14、纸,图纸中应注明主要结构尺寸和形位公差并明确技术要求(包括材质及热处理要求等。进行齿轮和轴的联接设计应根据转达速成高低和操作的特点,考虑采用单键联接、花键或双键联接。齿轮传动装置的装配图注明主要装配尺寸及装配的技术要求。III.齿轮传动的润滑方式设计和润滑剂的选择 根据所设计齿轮传动的转动速度、结构特点和工作环境条件并结合设计手册中的经验数据来确定。其中大齿轮的设计图纸如下:(略)三、据顾客要求,形成产品的标准如下:XX产品标准产品名称顾客:图号:材料:参考文件实施日期编制批准版本:C/0序号特性判定标准检验器具1外观表面无裂纹、毛刺等标准样件2尺寸0.01mm0.01mmA尺寸58.3功能C

15、圆柱度0.008mm实验室检测D径向跳动0.022mm同上E端面跳动0.022mm同上4性能B渗炭淬火硬度HRC58-62硬度计5示意图(略)四、据顾客要求,关键材料(钢材)的规范为直接应用国际通用的XX标准。五、经过确认的纳入控制计划的特殊性清单如下:特殊特性产品特性A尺寸0.01mm0.01mm58.00 B渗炭淬火HRC58-62,符合MIL-XXXC圆柱度0.008MMD径向跳动0.022 MM E端面跳动0.022 MM过程特性渗炭浓度淬火温度淬火时间重要特性产品特性F倒角245弯曲疲劳寿命符合XX标准过程特性无产品特性外观符合外观基准一般特性其他特性见产品规范过程特性无在设计中需考

16、虑同步工程,即进行可装配性和可制造性(DFM/DFA)设计,DFM/DFA报告如下:项目内容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.材料搬运样件控制计划由技术部组织生产部和质量部的人员组成小组来制定。如下:(注意需清楚样件的试验)控制计划样件 试生产 生产主要联系人/电话日期(编制)2004-日期(修订)控制计划编号 008零件号/最新更改水平PY123/E5核心小组顾客工程批准/日期(如需要)零件名称/描述XX齿轮供方/工厂批准/日期 /2004-顾客质量批准/日期(如需要)供方/工厂:SPIKE供方代号RT1948其他批准/日期(如需要

17、)其他批准/日期(如需要)零件/过程编号过程名称/操作描述生产设备特性特殊特性分类方法反应计划编号产品过程产品/过程规范/公差评价/测量技术取样控制方法容量频率小齿轮XX/0104正火15-1全性能检验硬度HRC58-62硬度计5无测量重新设计15-2全尺寸检验A尺寸58.000.01mm游标卡尺3无测量更改设计由于需制造模具和工装,由金工车间负责,具体见模具进度计划如下:模具/工装图号职责进度按照计划在样件制造并试验完成后进行一次正式的设计评审(样件评价),评审内容包括评审项目评审结果1.设计/功能要求2.可靠性3.试验结果4.DFMEA5.可制造性6.其他设计验证包括二次,一次在样件完成后

18、的全性能和全尺寸测量,第二次在试生产后进行的全性能和全尺寸测量,以验证产品是否可以满足顾客要求。这两次的验证活动均在进度计划中做了安排。在样件控制计划出来后,经小组人员讨论并准备实施样件的制造。样件制造通知书由策划小组组长向生产部门发出,生产部门根据生产任务优先安排。样件制造通知书如下:样件制造通知书产品名称:型号:数量:批号:生产线:工装准备:生产日期:拟制/日期:审批/日期:传送:生产部,检验部,业务部,采购部十二、小组按照计划,进行了样制造后的相关测试和全尺检验工作,并将相关的记录整理。在进行完这一阶段任务后,小组总结并填写“小组可行性评审及承诺报告”(略),在评审通过后于2004年5月

19、12日将其与设计样件和相关的资料(按顾客要求如需提交设计图纸、DFMEA、全尺寸和性能试验报告、材料试验报告等) 。APQP第三步:过程设计和开发技术部门根据进度计划的安排和顾客的要求对产品包装进行设计,形成了包装标准(包括整体和单件),如下:包装标准1.目的:2.适用范围:3.职责:4.包装规格:5.标签:6.包装方法;根据设计样件的情况,小组讨论并确定了有技术部制定的过程流程图,基本与初始流程一致。(见初始流程图)为保证未来的预计生产量和节拍,工艺部门根据流程图对场地进行了调整,以尽量减少非增值场地并减少搬运路途,最后形成了场地平面布置图(图略)。为将产品/过程特性根据工序过程展开,工艺部

20、门制定了特性矩阵图,如下:工序特性工序3锻造毛坯工序4正火工序5粗车A尺寸QC圆柱度Q工作寿命Q注:Q代表强相关:Y代表一般相关;R代表弱相关。通过该矩阵图,可确定影响关键特性的主要工序,针对矩阵图的分析,小组进入下一步工作。根据特性矩阵图和流程图等,由工艺部门人员为主的PFMEA小组着手制定PFMEA。为准备该工作,小组人员收集了以下资料:通用过程流程图(包括确定的过程相关的产品/过程参数);工序过程的各操作的风险分析(PFMEA主要针对高风险操作);小组决定对所有通用过程流程图中所阐述的工序过程纳入PFMEA考虑,但不对各工序过程所有的操作进行PFMEA分析。只将上述风险分析中风险系数高的

21、操作纳入。根据PFMEA和相关资料,小组讨论并制定了“试生产控制计划”以指导未来的试生产活动。在试生产控制计划中重要的是需要将有关的特殊标识和试生产后样品的试验(如型式试验、生产定型试验)进行阐述。根据相关的控制计划和PFMEA等资料,由工艺部门制定了过程指导书,检验部门,制定了检验指导书,设备部门制定了设备作业和保养指导书(包括日常保养和一级保养),如下所示:XX工序作业指导书目的:范围:参考文件:材料和设备:附件目录:作业准备要求: 阐述开机胶和作业更时需进行的准备工作操作要求: 阐述操作步骤和要求维护要求: 阐述员工的预防性维护要求,如点检等安全要求: 阐述与安全操作有关的内容,包括产品

22、安全和操作安全职责: 阐述相关部门的职责附件1：记录表格等附件2：反应计划（过程失控反应计划）阐述过程失控的情况有哪些，针对这些过程失控的反应流程是什么，对受影响的产品如何处置，不合格报告的渠道和时间要求等。例如：针对XX工序的外观缺陷不良的反应计划为检查外观缺陷是否连续通知主管确认通知前道工程师注意该产品进入产品测试流程XXXX 开始 是 有问题 否 OK附件3：偶发性事件的反应计划偶发性事故发生停电或机器故障关闭电源技术员调查原因并进行必要修理附件4：返工指导书 阐述返工流程和处理的步骤，可包括返工后检验的范围。附件5：作业准备验证方法 阐述针对作业准备后产品验证的具体方法和过程，如采用首检，则包括首检的产品个数，首检通过的准则（如SPC方法），首检的职责等。IIXX工序检验指导书（略）IIIXX工序设备及工装预防性保养指导书（略）为明确对试生产样品的分析工作，小组讨论并确定如下过程及特性进行初始能力研究，计划如下：过程特性SPC方法职责精加工A尺寸工具：均值极差图对象：对精加工的三台设备进行分别的控制目的：对工序中的异常进行早期的判断，并据此进行反应方法：初始采取每小时抽5个产品为一子组，连续进行25组后，对过程稳定性判断并计算过程能力指数品管部对相关的测量系统,MSA计划如下:过程特性测量系统MSA