APQP在低壓電器研發的應用

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

產品制造最開始也是最重要的階段就是產品研發。研發的產品是否能夠符合目標客戶的要求，取決于在產品研發過程中的質量管理是否合格。基于以往的研究成果，將近22%的產品質量問題是由產品設計不過關引起的。所以想要最為直接、快捷、有效的提高產品的質量和生產效率，嚴格進行產品研發過程中的質量管理是最合理和有效的方法，以便在研發的早期階段發現并解決潛在的質量問題，是提高產品質量的最直接手段。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]。其最為關鍵的一個特點也是優勢就是，它需要在研發過程中同步研發項目和多邊協作論證，其對于加強項目相關者之間的聯系與協作，進而并減少產品研發周期有著非常大的幫助作用。

低壓電器是特指執行電路或非電氣對象的切換，控制，保護，檢測，轉換和調節的組件或裝置備，其主要特點是可以根據外部信號和要求手動或自動打開或關閉電路。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。它是一種開關裝置，主要作用是能夠開啟、關閉和承載正常回路中的電流而且能在指定的時間內對發生異常的回路內的電流進行開啟、關閉或承載。

本文就以某一公司在進行設備用斷路器靠法的過程中應用APQP方法進行分析。

1 基于APQP的新產品研發管理模型

APQP遵循著基本的PDCA循環過程原理[2]，如圖1所示，其主要是一種用于產品質量策劃的結構化方法，其主要優勢是可以引導相關資源來識別并滿足客戶的需求。可以幫助及早發現質量問題以免后期反復的修改造成產品研發周期的延長或者研發質量的下降；使產品的質量目標貫徹于整個產品研發過程中。從而保證產品研發質量滿足項目目標，以確保有效控制產品設計研發和生產的進度，成本和質量目標等相關方面。

圖1 產品策劃循環圖

與其他行業的產品相比，低壓電器的設計研發制造過程更為重要，因為其一般生產的批次較多，數量較大。這些特點也就意味著一旦研發設計的產品質量不過關或存在安全隱患，且審查不慎進入到批量生產環節中，造成的損失是非常重大的。因此對于產品研發過程的質量控制一定要嚴格把控[3]。從這個角度出發，在低壓電器設計研發和生產過程中學習其他行業的最佳產品質量先期策劃方法，以保證對低壓電器的設計研發和生產的質量策劃能夠得到落實，并有效控制整個產品研發過程的周期和成本。根據產品研發的實施過程，APQP可以分為五個階段[4]：計劃和項目確定階段，產品設計和研發階段，過程設計和研發階段，產品和過程確認階段，反饋評估以及糾正措施階段。經過上述這些步驟，作為新產品研發質量工作流程的主要框架，而且利用確定的質量體系標準可以不斷完善產品質量，削減重復且不必要的工作和文件，并減少隱藏故障發生的可能性。

2 APQP在低壓電器研發的應用實例

■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，專項研發一款設備用斷路器產品，應用于其生產銷售的取暖設備上。

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

K公司作為美國最大的空調制造企業，非常看重其供應商的生產制造和質量保證能力，供應商必須通過其嚴格的工廠審查，并提交PPAP（生產件批準程序）文件，方能獲得其生產許可，接受產品生產訂單。

本次所研發的設備用斷路器，為T公司首款設備用斷路器產品，產品性能要求和生產制造方法，無同類型產品可借鑒，所以在產品研發過程中，極易存在質量隱患，造成產品質量問題，導致無法通過K公司的審核要求。而且研發需求急迫，客戶需要在半年內完成產品研發，提供合格的產品，并能達到一定的生產產能，滿足其采購需求。

■2.2 實際應用過程

研發新產品的過程是具有高度科學性的工作，所以必須按照必要的科學階段和程序進行，并進行研究和應用系統工程和各種管理手段。從以上的分析可以的出以下結論：新產品的研發必須基于客觀規律來將一個復雜性、系統性的過程進行分解，分解其每一個階段、程序和相應的工作內容，同時針對分解出的不同的階段、程序和工作內容制定合理的管理措施，以確保完成系統協調并達到過程管理目標。設計并制定APQP工作流程。此過程將新產品的研發，試生產和測試過程中質量控制內容和需要控制的文件進行了標準化，以確保在公司研發的新產品滿足客戶、相關法律法規以及設計和研發要求。此過程適用于新產品研發，試生產和工廠質量控制的所有過程。結合T公司的新產品研發體系，重新確定了五個階段的重點。

第一階段：計劃和確定項目

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

第二階段：產品設計研發

在產品設計要求，產品設計功能和特點的基礎上對產品進行研發設計時應當將后續批量生產和規劃、滿足相關技術的要求的可持續性、質量目標和可靠性等方面納入考慮范圍內。該階段的主要工作是：需要完成產品的技術方案設計，產品工藝設計，產品工作圖設計，技術圖紙，零件的PPAP準備清單，產品和工藝特殊特性的分析表，保證生產一致性策劃書，可靠性設計（包括確定零件的可靠性指標）、質量控制方法，防止類似產品的質量問題出現在新產品中的控制措施。在此階段，所有設計指標都將被分解，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：過程設計研發

在此階段，將設計階段的輸出內容用作這一階段輸入內容，將上一階段研究和制定出的設計要求落實在制造過程中。因此這一階段的主要目標就是生產出高質量且滿足產品設計要求的產品。確認并分析制造過程可能對質量造成影響的因素，并制定質量控制計劃，以保證在上一階段制定出的相關要求與指標能夠全面而準確的落實在生產過程中。該階段的主要工作是：此階段通常為試生產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計、車間布局、過程控制、SOP、質檢清單、工具和設備設計等工作條件以及分析過程可能出現的故障和為操作員準備可操作性工作文件，例如測試方法、標準設計、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，因此要求試生產的過程對每一個可能出現問題的地方進行確認。

第四階段：產品和過程確認

這一階段是產品試生產出的樣品的驗證階段，該階段利用產品的試生產來驗證產品設計和制造過程，驗證質量控制方案是否得到落實以及產品是否符合設計的要求與指標，能否滿足客戶的需求，并且在這一階段評估產品是否合格，生產過程是否受到控制。審查產品質量控制策劃是否有效，檢查產品是否滿足質量目標，并確認設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：該階段通過試生產確定相應的生產過程，而且檢查零部件的相關性能，檢查質量控制計劃是否發揮了作用，檢查操作文件是否符合生產需求，并完全檢查出存在的問題，對產品規格或生產方法進行一定的調整，以確保在正式生產之前可以消除這些問題。

第五階段：反饋評定和糾正量產控制

產品的研發的結束并不以流程驗證和生產準備完全為準；在此階段，新產品的項目團隊會確定新產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。必須繼續提高客戶滿意度并完成產品生命周期管理。數據收集主要在兩個方面展開。首先是產品跟蹤：跟蹤交付給客戶的新產品，檢查可靠性和故障率以及收集產品的相關信息。第二個是制造過程：當發現特殊和正常的變化之間的不同點時，可以評估產品質量控制計劃是否有效。此階段主要用于產品生命周期管理，以保證產品的可靠性。

■2.3 實際應用效益分析

運用該APQP方法，成功研發斷路器項目。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項目，為T公司其它低壓電器產品打入K公司市場開啟了道路。

3 結論

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