APQP在低壓電器研發(fā)的應(yīng)用

林鑄鑫，徐勝國，岳喜雷，葉揚，胡建國

（浙江正泰電器股份有限公司，浙江溫州，325000）

0 引言

產(chǎn)品制造最開始也是最重要的階段就是產(chǎn)品研發(fā)。研發(fā)的產(chǎn)品是否能夠符合目標(biāo)客戶的要求，取決于在產(chǎn)品研發(fā)過程中的質(zhì)量管理是否合格?；谝酝难芯砍晒瑢⒔?2%的產(chǎn)品質(zhì)量問題是由產(chǎn)品設(shè)計不過關(guān)引起的。所以想要最為直接、快捷、有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，嚴(yán)格進行產(chǎn)品研發(fā)過程中的質(zhì)量管理是最合理和有效的方法，以便在研發(fā)的早期階段發(fā)現(xiàn)并解決潛在的質(zhì)量問題，是提高產(chǎn)品質(zhì)量的最直接手段。APQP手冊是由美國三大汽車公司（Ford Motor Company，Chrysler和 General Motors Company）共同起草的[1]。其最為關(guān)鍵的一個特點也是優(yōu)勢就是，它需要在研發(fā)過程中同步研發(fā)項目和多邊協(xié)作論證，其對于加強項目相關(guān)者之間的聯(lián)系與協(xié)作，進而并減少產(chǎn)品研發(fā)周期有著非常大的幫助作用。

低壓電器是特指執(zhí)行電路或非電氣對象的切換，控制，保護，檢測，轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)的組件或裝置備，其主要特點是可以根據(jù)外部信號和要求手動或自動打開或關(guān)閉電路。通常，低壓電器可分為兩類：配電電器和控制電器，它們是完整電氣設(shè)備的主要組件。斷路器是低壓電器的最重要類型之一。它是一種開關(guān)裝置，主要作用是能夠開啟、關(guān)閉和承載正常回路中的電流而且能在指定的時間內(nèi)對發(fā)生異常的回路內(nèi)的電流進行開啟、關(guān)閉或承載。

本文就以某一公司在進行設(shè)備用斷路器靠法的過程中應(yīng)用APQP方法進行分析。

1 基于APQP的新產(chǎn)品研發(fā)管理模型

APQP遵循著基本的PDCA循環(huán)過程原理[2]，如圖1所示，其主要是一種用于產(chǎn)品質(zhì)量策劃的結(jié)構(gòu)化方法，其主要優(yōu)勢是可以引導(dǎo)相關(guān)資源來識別并滿足客戶的需求?？梢詭椭霸绨l(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題以免后期反復(fù)的修改造成產(chǎn)品研發(fā)周期的延長或者研發(fā)質(zhì)量的下降；使產(chǎn)品的質(zhì)量目標(biāo)貫徹于整個產(chǎn)品研發(fā)過程中。從而保證產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量滿足項目目標(biāo)，以確保有效控制產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)和生產(chǎn)的進度，成本和質(zhì)量目標(biāo)等相關(guān)方面。

圖1 產(chǎn)品策劃循環(huán)圖

與其他行業(yè)的產(chǎn)品相比，低壓電器的設(shè)計研發(fā)制造過程更為重要，因為其一般生產(chǎn)的批次較多，數(shù)量較大。這些特點也就意味著一旦研發(fā)設(shè)計的產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)或存在安全隱患，且審查不慎進入到批量生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，造成的損失是非常重大的。因此對于產(chǎn)品研發(fā)過程的質(zhì)量控制一定要嚴(yán)格把控[3]。從這個角度出發(fā)，在低壓電器設(shè)計研發(fā)和生產(chǎn)過程中學(xué)習(xí)其他行業(yè)的最佳產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃方法，以保證對低壓電器的設(shè)計研發(fā)和生產(chǎn)的質(zhì)量策劃能夠得到落實，并有效控制整個產(chǎn)品研發(fā)過程的周期和成本。根據(jù)產(chǎn)品研發(fā)的實施過程，APQP可以分為五個階段[4]：計劃和項目確定階段，產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)階段，過程設(shè)計和研發(fā)階段，產(chǎn)品和過程確認(rèn)階段，反饋評估以及糾正措施階段。經(jīng)過上述這些步驟，作為新產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量工作流程的主要框架，而且利用確定的質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)可以不斷完善產(chǎn)品質(zhì)量，削減重復(fù)且不必要的工作和文件，并減少隱藏故障發(fā)生的可能性。

2 APQP在低壓電器研發(fā)的應(yīng)用實例

■2.1 案例概況

2018年底，江蘇某電器股份有限公司（以下簡稱為T公司）應(yīng)美國某著名生活電器公司（以下簡稱為K公司）需求，專項研發(fā)一款設(shè)備用斷路器產(chǎn)品，應(yīng)用于其生產(chǎn)銷售的取暖設(shè)備上。

該產(chǎn)品的工作原理為：在設(shè)備發(fā)生故障時（短路或過載），斷開電路起到保護設(shè)備負(fù)載的作用，并可替代熔斷絲重復(fù)使用，且產(chǎn)品性能需滿足北美低溫的使用環(huán)境。

K公司作為美國最大的空調(diào)制造企業(yè)，非?？粗仄涔?yīng)商的生產(chǎn)制造和質(zhì)量保證能力，供應(yīng)商必須通過其嚴(yán)格的工廠審查，并提交PPAP（生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序）文件，方能獲得其生產(chǎn)許可，接受產(chǎn)品生產(chǎn)訂單。

本次所研發(fā)的設(shè)備用斷路器，為T公司首款設(shè)備用斷路器產(chǎn)品，產(chǎn)品性能要求和生產(chǎn)制造方法，無同類型產(chǎn)品可借鑒，所以在產(chǎn)品研發(fā)過程中，極易存在質(zhì)量隱患，造成產(chǎn)品質(zhì)量問題，導(dǎo)致無法通過K公司的審核要求。而且研發(fā)需求急迫，客戶需要在半年內(nèi)完成產(chǎn)品研發(fā)，提供合格的產(chǎn)品，并能達(dá)到一定的生產(chǎn)產(chǎn)能，滿足其采購需求。

■2.2 實際應(yīng)用過程

研發(fā)新產(chǎn)品的過程是具有高度科學(xué)性的工作，所以必須按照必要的科學(xué)階段和程序進行，并進行研究和應(yīng)用系統(tǒng)工程和各種管理手段。從以上的分析可以的出以下結(jié)論：新產(chǎn)品的研發(fā)必須基于客觀規(guī)律來將一個復(fù)雜性、系統(tǒng)性的過程進行分解，分解其每一個階段、程序和相應(yīng)的工作內(nèi)容，同時針對分解出的不同的階段、程序和工作內(nèi)容制定合理的管理措施，以確保完成系統(tǒng)協(xié)調(diào)并達(dá)到過程管理目標(biāo)。設(shè)計并制定APQP工作流程。此過程將新產(chǎn)品的研發(fā)，試生產(chǎn)和測試過程中質(zhì)量控制內(nèi)容和需要控制的文件進行了標(biāo)準(zhǔn)化，以確保在公司研發(fā)的新產(chǎn)品滿足客戶、相關(guān)法律法規(guī)以及設(shè)計和研發(fā)要求。此過程適用于新產(chǎn)品研發(fā)，試生產(chǎn)和工廠質(zhì)量控制的所有過程。結(jié)合T公司的新產(chǎn)品研發(fā)體系，重新確定了五個階段的重點。

第一階段：計劃和確定項目

這一階段主要是產(chǎn)品概念的確定與設(shè)計階段，在這一階段主要需要確認(rèn)客戶的需求和期望，從而進行策劃和確定APQP項目和質(zhì)量計劃。該階段的主要工作是：建立一個部門間和合作的項目團隊，該團隊?wèi)?yīng)包括市場，技術(shù)，工藝，采購，質(zhì)量，銷售，現(xiàn)場服務(wù)的相關(guān)工作人員和客戶的代表；項目團隊是實施APQP的組織基礎(chǔ)，結(jié)合項目同步研發(fā)的需求，進行項目團隊內(nèi)多層次的成員溝通與交流，以保證及時、有效、準(zhǔn)確的獲取和傳遞相關(guān)的資源和信息，保證各個成員對于項目目標(biāo)的理解是一致的，確認(rèn)客戶和其他新產(chǎn)品研發(fā)部門的需求和目標(biāo)，策劃和制定質(zhì)量工作所需要進行的項目，產(chǎn)品市場目標(biāo)是一個集合性的概念，其具體是指功能目標(biāo)，性能目標(biāo)，可靠性目標(biāo)，質(zhì)量目標(biāo)，價格目標(biāo)等；確認(rèn)并分析類似產(chǎn)品的質(zhì)量問題，制定質(zhì)量控制計劃并對其進行落實劃。

第二階段：產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)

在產(chǎn)品設(shè)計要求，產(chǎn)品設(shè)計功能和特點的基礎(chǔ)上對產(chǎn)品進行研發(fā)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)將后續(xù)批量生產(chǎn)和規(guī)劃、滿足相關(guān)技術(shù)的要求的可持續(xù)性、質(zhì)量目標(biāo)和可靠性等方面納入考慮范圍內(nèi)。該階段的主要工作是：需要完成產(chǎn)品的技術(shù)方案設(shè)計，產(chǎn)品工藝設(shè)計，產(chǎn)品工作圖設(shè)計，技術(shù)圖紙，零件的PPAP準(zhǔn)備清單，產(chǎn)品和工藝特殊特性的分析表，保證生產(chǎn)一致性策劃書，可靠性設(shè)計（包括確定零件的可靠性指標(biāo)）、質(zhì)量控制方法，防止類似產(chǎn)品的質(zhì)量問題出現(xiàn)在新產(chǎn)品中的控制措施。在此階段，所有設(shè)計指標(biāo)都將被分解，分解的每一個部分都需要進行方案策劃，每一個部分都需要被控制。

第三階段：過程設(shè)計研發(fā)

在此階段，將設(shè)計階段的輸出內(nèi)容用作這一階段輸入內(nèi)容，將上一階段研究和制定出的設(shè)計要求落實在制造過程中。因此這一階段的主要目標(biāo)就是生產(chǎn)出高質(zhì)量且滿足產(chǎn)品設(shè)計要求的產(chǎn)品。確認(rèn)并分析制造過程可能對質(zhì)量造成影響的因素，并制定質(zhì)量控制計劃，以保證在上一階段制定出的相關(guān)要求與指標(biāo)能夠全面而準(zhǔn)確的落實在生產(chǎn)過程中。該階段的主要工作是：此階段通常為試生產(chǎn)提供足夠的先決條件，以確保樣品試制能夠成功完成。該過程很主要研究了加工的流程設(shè)計、車間布局、過程控制、SOP、質(zhì)檢清單、工具和設(shè)備設(shè)計等工作條件以及分析過程可能出現(xiàn)的故障和為操作員準(zhǔn)備可操作性工作文件，例如測試方法、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、可靠性測試、PPAP組件檢查，完整的機器測試方法等；斷路器是大批量的生產(chǎn)，因此要求試生產(chǎn)的過程對每一個可能出現(xiàn)問題的地方進行確認(rèn)。

第四階段：產(chǎn)品和過程確認(rèn)

這一階段是產(chǎn)品試生產(chǎn)出的樣品的驗證階段，該階段利用產(chǎn)品的試生產(chǎn)來驗證產(chǎn)品設(shè)計和制造過程，驗證質(zhì)量控制方案是否得到落實以及產(chǎn)品是否符合設(shè)計的要求與指標(biāo)，能否滿足客戶的需求，并且在這一階段評估產(chǎn)品是否合格，生產(chǎn)過程是否受到控制。審查產(chǎn)品質(zhì)量控制策劃是否有效，檢查產(chǎn)品是否滿足質(zhì)量目標(biāo)，并確認(rèn)設(shè)計和管理等方面是否存在可以完善的地方。該階段的主要工作是：該階段通過試生產(chǎn)確定相應(yīng)的生產(chǎn)過程，而且檢查零部件的相關(guān)性能，檢查質(zhì)量控制計劃是否發(fā)揮了作用，檢查操作文件是否符合生產(chǎn)需求，并完全檢查出存在的問題，對產(chǎn)品規(guī)格或生產(chǎn)方法進行一定的調(diào)整，以確保在正式生產(chǎn)之前可以消除這些問題。

第五階段：反饋評定和糾正量產(chǎn)控制

產(chǎn)品的研發(fā)的結(jié)束并不以流程驗證和生產(chǎn)準(zhǔn)備完全為準(zhǔn)；在此階段，新產(chǎn)品的項目團隊會確定新產(chǎn)品制造過程中的誤差影響，進行流程分析并采取糾正措施以降低流程誤差，以通過不斷地改進找到減少這些誤差來源的方法。必須繼續(xù)提高客戶滿意度并完成產(chǎn)品生命周期管理。數(shù)據(jù)收集主要在兩個方面展開。首先是產(chǎn)品跟蹤：跟蹤交付給客戶的新產(chǎn)品，檢查可靠性和故障率以及收集產(chǎn)品的相關(guān)信息。第二個是制造過程：當(dāng)發(fā)現(xiàn)特殊和正常的變化之間的不同點時，可以評估產(chǎn)品質(zhì)量控制計劃是否有效。此階段主要用于產(chǎn)品生命周期管理，以保證產(chǎn)品的可靠性。

■2.3 實際應(yīng)用效益分析

運用該APQP方法，成功研發(fā)斷路器項目。該項目成功通過美國K公司的工廠審查，并獲得了產(chǎn)品采購許可，簽訂了首年銷售30萬只的訂單，并成為2018年K公司的年度最佳研發(fā)項目，為T公司其它低壓電器產(chǎn)品打入K公司市場開啟了道路。

3 結(jié)論

新產(chǎn)品質(zhì)量前期策劃（APQP）是產(chǎn)品研發(fā)初期的具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性的工程。其主要目標(biāo)是一勞永逸地認(rèn)真做好每一件事，以免在以后的階段出現(xiàn)頻繁的質(zhì)量問題，導(dǎo)致客戶對產(chǎn)品失望，所有研發(fā)過程都是為了解決問題而不斷彌補之前出現(xiàn)的漏洞，研發(fā)和生產(chǎn)無序。在產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個過程中，編制細(xì)致的控制方案以進行全面而嚴(yán)格的質(zhì)量管理，從而保證產(chǎn)品研發(fā)的質(zhì)量并縮減研發(fā)周期和消耗。其建立了保證產(chǎn)品和系統(tǒng)組件的穩(wěn)定性、一致性和穩(wěn)定性的參數(shù)，從而實現(xiàn)在產(chǎn)品生產(chǎn)之前就將新產(chǎn)品設(shè)計的預(yù)期質(zhì)量進行數(shù)字化分解。所有預(yù)計劃工作的最終目標(biāo)還在于促進實現(xiàn)預(yù)期的質(zhì)量指標(biāo)，并在產(chǎn)品準(zhǔn)備就緒之前了解最終產(chǎn)品研發(fā)結(jié)果是否滿足可量化的預(yù)期質(zhì)量指標(biāo)。在控制新產(chǎn)品的質(zhì)量時，工廠嚴(yán)格遵循質(zhì)量先期策劃和控制計劃（APQP）進行質(zhì)量計劃，以便新產(chǎn)品可以在提高設(shè)計質(zhì)量和控制研發(fā)成本方面取得顯著成果。在產(chǎn)品質(zhì)量管理的新工作中，切實執(zhí)行質(zhì)量計劃概念和全面管理機制。