一、六大工具概述

APQP(先进产品质量策划)、PPAP(生产件批准程序)、MSA(测量系统分析)、FMEA(失效模式及影响分析)、SPC(统计过程控制)、CP(控制计划)这六大工具在汽车行业质量管理中占据着至关重要的地位。

APQP 是一种结构化的方法，涵盖了计划和确定项目、产品设计和开发、过程设计和开发、产品和过程确认、反馈评审和纠正措施等五个主要阶段，旨在确保在产品开发和生产过程中满足客户需求，避免晚期更改，以最低成本及时提供优质产品。

PPAP 作为生产件批准程序，是对生产件的控制程序和质量管理方法，确保供应商在量产前具备稳定生产高质量产品的能力。

MSA 是评估测量系统变差和精度的方法，通过分析测量设备、人员和环境的影响，确保测量系统的可靠性和一致性。

FMEA 是系统化的风险分析工具，包括设计 FMEA 和过程 FMEA 等，用于识别和分析潜在的产品或过程失效模式及其对系统的影响，优先处理高风险失效模式，预防问题发生。

SPC 使用统计方法监控和控制生产过程，通过选择关键质量参数、收集数据、绘制控制图等，确保过程处于稳定状态，提高产品质量。

CP 则是详细描述生产过程中如何控制和监控产品和过程特性的文件，以确保符合客户要求。

这六大工具相互配合，共同为汽车行业的质量管理提供全面的方法和保障，在整个产品生命周期中发挥着不可或缺的作用。

二、APQP：产品质量先期策划

(一)APQP 的作用

APQP 在产品开发过程中起着至关重要的作用。它能够引导企业合理分配资源，确保资源投入到最关键的环节，从而满足顾客的需求。通过早期识别潜在的更改需求，避免在产品开发后期进行大规模的更改，降低成本和风险。以结构化的质量策划方法，从计划和确定项目阶段开始，逐步推进产品设计和开发、过程设计和开发、产品和过程确认以及反馈评审和纠正措施等五个阶段，确保产品在各个环节都经过精心策划和严格控制，最终以最低的成本及时为顾客提供优质的产品。

例如，在汽车行业中，APQP 的应用可以确保新车型的开发过程高效、有序，满足消费者对于汽车安全性、舒适性和可靠性等方面的需求。

(二)APQP 的过程控制方法

1、目标管理：APQP 作为组织的核心流程，必须制定明确的目标予以监控。例如，可以设定产品开发的时间表、质量目标等，通过定期的检查和评估，确保项目按计划进行。

2、状态管理：有利于组织内部和外部的信息交流，掌握项目的进度。通过建立状态报告机制，及时反馈项目的进展情况，以便各方能够及时调整策略。

3、阶段和专题评审：每一阶段的总结评审和各项活动、质量计划的评审有利于发现风险和持续改进。在评审过程中，邀请相关专家和利益相关者参与，对项目的技术可行性、质量可靠性等方面进行全面评估。

4、多方论证小组会议：应包括和顾客及供方之间的交流。通过多方参与，集思广益，共同解决项目中遇到的问题。

5、问题清单：将项目进程中存在的问题以书面形式展开交流，明确优先度，有利于监控问题的解决。对问题进行分类和排序，制定针对性的解决方案。

6、过程审核：审核不限于产品诞生和批量生产过程，应基于问题的严重程度及顾客的反馈。通过对整个生产过程的审核，确保产品质量符合要求。

(三)APQP 各阶段输入输出

1、计划和项目确定阶段：输入包括市场调研报告或顾客需求汇总表等，输出有新产品制造可行性报告、APQP 小组成员及职责表等。这个阶段主要是确定项目的可行性和目标。

2、产品设计和开发阶段：输入有产品设计目标等，输出包括产品的特殊特性清单、DFMEA 等。此阶段专注于产品的设计和验证。

3、过程设计和开发：输入有产品特殊特性清单等，输出有过程流程图、PFMEA 等。主要进行生产过程的设计和规划。

4、产品和过程确认：输入有试生产控制计划等，输出有试生产记录与检验记录、测量系统分析报告等。确认产品和过程的有效性。

5、反馈、评定和纠正措施阶段：输入有生产记录与检验记录等，输出有工序控制图、纠正措施报告等。持续改进产品和过程。

三、PPAP：生产件批准程序

(一)PPAP 的重要性

PPAP 在整个产品质量管理体系中占据着举足轻重的地位。它是 APQP 计划中的关键环节，通常居于 APQP 计划的后半阶段，一般是 APQP 计划的核心。若 PPAP 没有获得客户的批准，那么 APQP 的计划基本要失败。这充分体现了 PPAP 对于产品从设计开发顺利转入量产的重要性。它作为产品从设计开发转入量产阶段的变差控制工具，在这个过程中对产品进行多方面的审核和批准，确保产品满足量产的要求，为企业的稳定生产和持续发展提供了有力保障。

(二)PPAP 的要求

1、文件要求：

当样件或生产件进入 PPAP 时，组织要满足多种要求。供应商必须具备所有的可销售产品的设计记录，设计记录可以引用其它文件，并使之成为设计记录中的一部分。

针对未在设计记录上体现，但已在产品零件或工装上体现的一切更改，供应必须获得授权工程更改文件。

在设计记录有规定时，供应商必须具有顾客工程批准的证据。如果供应商负责设计，应进行设计失效模式及后果分析(DFMEA)。

供应商必须以特定格式设计一份过程流程图，并能清晰地描绘出生产工艺步骤和顺序，且满足特定顾客的需求和期望。供应商必须遵循 TS16949 要求，进行过程 FMEA 的分析。

供应商需要提交一系列文件，如控制计划、测量系统分析研究、全尺寸测量结果、材料 / 性能试验结果的记录、合格实验室的文件要求、外观批准报告(若设计记录上对某个零件有外观要求时)、生产件样品报告、检查辅具、符合顾客特殊要求的记录等。

2、生产要求：

用于 PPAP 的产品必须来自有效的生产过程，即 1 - 8 小时的生产，且至少为 300 件连续生产的部件(除非顾客授权的质量代表另有规定)。

并且要使用与生产环境同样的工装、量具、过程、材料和操作工进行生产。每一独立生产过程制造的零件，如相同的装配线和 / 或工作单元、多腔冲模、铸模、工装及仿形模的每一腔位的零件都必须进行测量，并对代表性的零件进行试验。

四、FMEA：失效模式及影响分析

(一)FMEA 的特点与作用

FMEA 是一种强大的系统化分析工具，具有以下显著特点。首先，它能够将失效的严重性、可能性和检测性进行量化评估。通过对潜在失效模式的后果进行分析，确定其严重程度级别，一般分为 1 到 10 级，级别越高影响后果越严重。例如，在汽车制造中，如果发动机关键部件出现严重失效，可能会导致车辆无法行驶，其严重度级别就会较高。

同时，FMEA 对缺陷原因发生的概率进行评估，即发生频率。同样分为 1 到 10 级，级别越高发生的可能性越大。比如，某些零部件在特定工作环境下容易受到磨损，其发生失效的频率可能就相对较高。

此外，FMEA 还评估缺陷原因、缺陷或缺陷后果发生后被发现的概率，也就是检测能力，也分为 1 到 10 级，级别越高其被发现和被测量验证的难度越大。

FMEA 的作用主要体现在预防产品或过程中的潜在失效。在产品设计阶段，通过 DFMEA(设计失效模式及后果分析)可以识别设计缺陷，为维修性和安全性分析、故障源和危险源分析提供依据。例如，在电子产品设计中，DFMEA 可以帮助设计人员提前考虑到电子元件在高温、高湿度等环境下可能出现的失效模式，从而采取相应的预防措施，如改进散热设计、选择更耐高温高湿的元件等。

在制造或装配过程中，PFMEA(过程失效模式及后果分析)可以确定与产品相关的过程的潜在失效模式和制造或装配过程中潜在失效的原因，评估失效对客户的潜在影响。比如，在汽车装配过程中，PFMEA 可以分析各个装配工序中可能出现的问题，如零部件安装不到位、螺栓紧固力不足等，从而采取相应的控制措施，确保产品质量。

(二)DFMEA 与 PFMEA 关系

DFMEA 主要关注产品设计阶段，侧重于设计相关缺陷的分析。其目的是改进设计，保证产品在生命周期内的安全性和可靠性。例如，在新产品设计时，设计团队会运用 DFMEA 分析子系统或零部件可能出现的失效模式，如结构不合理、材料选择不当等问题，并评估这些失效模式对上级产品和最终用户的影响。

PFMEA 则关注制造或组装(装配)过程，强调制造过程如何改进，以保证产品以最少的停工、报废和返工达到设计要求。其范围应包括所有制造和装配操作、运输、来料、运输、储存、操作、维护和贴标等。例如，在汽车生产过程中，PFMEA 会分析各个生产工序中可能出现的问题，如焊接不良、涂装不均匀等，并确定潜在失效模式对后道工序、上级产品和最终用户的影响。

产品设计应充分考虑可制造与可装配性问题，由于产品设计中没有适当考虑制造中的技术与操作者体力的限制，可能造成制造失效模式的发生。因此，产品设计 FMEA 不能依靠过程检测作为控制措施，而 PFMEA 应将 DFMEA 作为重要的输入，对 DFMEA 中标明的特殊特性也必须在 PFMEA 作为重点分析的内容。

(三)潜在失效模式与后果分析作业序列

1、通过团队讨论识别潜在失效模式。这个团队通常由来自不同部门的人员组成，如工程部、制造单位等。他们结合产品设计和制造过程的经验，分析整个系统、子系统或零部件、过程或组件可能出现的失效模式。例如，在电子产品制造中，可能会识别出电路板焊接不良、元件损坏等潜在失效模式。

2、评估失效影响。确定潜在失效变为现实时可能导致的影响后果，包括对产品性能、安全性、可靠性等方面的影响，以及对后道工序、上级产品和最终用户的影响。比如，电路板焊接不良可能会导致电子产品功能异常，影响用户的使用体验。

3、确定发生频率。评估缺陷原因发生的概率，根据以往的经验数据和统计分析，确定潜在失效模式发生的可能性级别。例如，通过对类似产品的生产数据进行分析，确定某个特定失效模式在一定时间内发生的频率。

4、评估检测能力。分析缺陷原因、缺陷或缺陷后果发生后被发现的概率，确定检测失效的难度级别。例如，通过对现有检测方法和设备的评估，确定是否能够及时发现潜在的失效模式。

计算风险优先级数(RPN)。RPN = 严重度(S)× 发生频率(P)× 检测能力(D)，数值越大，风险越高，越需要优化。根据 RPN 的大小，对潜在失效模式进行排序，确定优先处理的问题。

5、制定改进措施。针对高风险的潜在失效模式，制定相应的改进措施，如改进设计、优化制造工艺、加强检测手段等。并对改进措施的效果进行跟踪和评估，确保潜在失效得到有效控制。

五、SPC：统计过程控制

(一)SPC 的作用与目的

SPC(统计过程控制)在生产过程中起着至关重要的作用。它通过管制图对生产过程进行实时监控，能够及时发现特殊变异，如数据点超出控制限或呈现非随机分布等情况，从而采取相应的纠正措施，避免批量缺陷品的产生。同时，SPC 致力于减少普通变异，通过对生产过程数据的统计分析，找出过程中的变化和趋势，识别出潜在的问题点，进而采取措施进行优化，提升制程能力。其最终目的是确保生产过程的稳定，使产品质量始终保持在较高水平，提高生产效率，降低生产成本。

(二)持续改进过程循环的各个阶段

SPC 的持续改进过程分为分析阶段和监控阶段。

在分析阶段，首先要进行生产准备，把生产过程所需的原料、劳动力、设备、测量系统等按照标准要求进行准备。确保生产是在影响生产的各要素无异常的情况下进行，然后用生产过程收集的数据计算控制界限，做成分析用控制图、直方图、或进行过程能力分析，检验生产过程是否处于统计稳态、以及过程能力是否足够。如果生产过程不处于统计稳态或过程能力不足，则必须寻找原因，进行改进，并重新准备生产及分析。这个阶段的目的是确定生产过程的现状，为后续的监控和改进提供依据。

在监控阶段，主要工作是使用控制用控制图进行监控。此时控制图的控制界限已经根据分析阶段的结果而确定，生产过程的数据及时绘制到控制上，并密切观察控制图，控制图中点的波动情况可以显示出过程受控或失控。如果发现失控，必须寻找原因并尽快消除其影响。监控阶段充分体现了 SPC 预防控制的作用，能够在问题出现之前及时发现并解决，确保生产过程的稳定。

通过 SPC 的持续改进过程循环，企业可以不断提高生产过程的稳定性和产品质量，降低成本，增强市场竞争力。

六、MSA：测量系统分析

(一)为什么要做 MSA

在生产过程中，测量系统的准确性至关重要。若我们要知道制程输出是否达到要求及在控制之内，所用的测量系统必须具备足够能力去量度制程的变差。因为测量过程本身也存在一定的变差，若测量系统不准确，可能会导致错误的质量判断。例如，不良的测量系统可能会将良品误判为退品，或将不良品接收，这不仅会增加成本，还会影响客户的信心。

测量系统分析的目的就是通过对测量系统的统计分析，确定其是否适用。通过对测量系统进行分析，可以防止良品被判退和不良品被接收，增强客户的信心，评估量具间的差异，提升量测技术，确认量测人员的资格，评鉴量具的量测能力，帮助挑选量测设备。

(二)位置与宽度变差

1、位置变差：

准确度：准确度是指测量结果与真值或可接受的基准值 “接近” 的程度。在 ASTM 标准中，准确度包括了位置及宽度误差的影响。例如，用一个经过校准的量具测量一个标准件，测量结果与标准件的真实值之间的差异越小，准确度越高。

线性：线性表征量具预期工作范围内偏倚值的差别。即在量具正常工作量程内，偏倚的变化量。如果在量具量程内，随着刻度变化偏倚量的变化较小，说明测量系统的线性较好。例如，测量不同重量的物体时，量具的偏倚变化较小，线性就比较好。

稳定性：稳定性是指随时间变化的偏倚值。一个稳定的测量过程在位置方面是处于统计上受控状态。例如，在不同时间点测量同一个标准件，偏倚变化越小，稳定性越好。

2、宽度变差：

重复性：重复性是指同一个评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值(数据)的偏差。例如，一个操作员用同一把卡尺多次测量同一个零件的长度，测量结果的偏差就是重复性。

再现性：再现性是指由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的偏差。例如，不同的操作员用同一把卡尺测量同一个零件的长度，测量结果的平均值的偏差就是再现性。

(三)测量系统分析流程及方法

1、验证 “量具” 的校准：量具必须经过校准且处于正常状态，没有经过校准或者已经过了校准期限的量具是处于不正常状态的，其测量所得数据不能用于测量系统分析。

2、选择工件和测量者执行测量：为保证数据的统计独立性，视测量过程的时间、费用等因素，一般随机选择代表整个过程的 8 - 10 件工件进行测量，选择 2 - 3 名已经训练过的操作人员对各工件进行 2 - 3 次重复测量，得到一组用于评估测量系统的数据。

3、用 MINITAB 软件或 Excel 编辑表格进行数据评估：将所得数据按要求输入相应的计算工具，执行相关统计分析命令后，即可得到数据的统计特性。

4、分析数据，解释结果，得出结论：根据统计分析的结果，判断测量系统的能力是否满足要求。例如，如果重复性(EV)变差值大于再现性(AV)时，说明量具的结构需在设计上增强，量具的夹紧或零件定位的方式需加以改善，量具应加以保养;如果再现性(AV)变差值大于重复性(EV)时，说明作业员对量具的操作方法及数据读取方式应加强教育，作业标准应再明确订定或修订，可能需要某些夹具协助操作员，使其更具一致性地使用量具。

5、检查是否有不合格的测量单位，制定长期量具保持 / 改进计划：根据分析结果，检查是否有不合格的测量单位，并制定长期量具保持 / 改进计划。例如，如果测量系统的准确性或精确性不可接受，就需要对测量系统进行改进，包括重新校准量具、优化测量方法、加强人员培训等。同时，将改进措施标准化，并纳入监控系统，定期对测量系统进行复审，确保其持续满足测量需求。

七、CP：控制计划

(一)CP 的定义与内容

CP(控制计划)是对产品或过程特性进行控制的系统性文件，它详细描述了如何确保产品或过程符合客户要求。CP 涵盖了多个关键方面的信息。

首先，在控制方法上，它明确了针对不同的产品或过程特性所应采取的具体控制措施。例如，对于关键尺寸的控制可能采用首件检验、巡检以及末件检验相结合的方式，确保尺寸在规定的公差范围内。对于一些特殊特性，可能会采用更加严格的控制方法，如 100% 全检。

在检查和测试频率方面，根据产品的重要性和风险程度，确定不同的检查频次。对于高风险的特性，可能会规定每小时进行一次检查，而对于相对稳定的特性，则可以适当降低检查频率，如每天或每周检查一次。

测量设备也是 CP 中的重要内容。明确规定了适用于不同特性测量的设备，如卡尺、千分尺、三坐标测量仪等。同时，还需对测量设备的精度、分辨率等参数进行要求，确保测量结果的准确性。例如，对于精度要求较高的尺寸测量，可能需要使用分辨率为 0.01mm 的量具。

样本尺寸的确定也是 CP 的关键内容之一。根据统计抽样的原理，结合产品的批量大小和质量要求，确定合理的样本数量。例如，对于大批量生产的产品，可以采用抽样检验的方式，样本数量可能为 50 个或 100 个;而对于小批量生产或关键产品，可能会采用全检的方式。

(二)CP 与其他工具的关系

CP 与其他五大工具密切相关，是 APQP 策划的重要结果之一。在 APQP 的各个阶段，通过对产品和过程的设计、开发和确认，逐步形成完善的 CP。

CP 中涉及的测量器具需进行 MSA(测量系统分析)。MSA 的目的是确保测量系统的准确性和可靠性，从而保证 CP 中所使用的测量数据真实有效。通过 MSA，可以分析测量系统的变差是否可控，测量系统是否稳定和有能力。例如，如果在 MSA 中发现测量系统的重复性和再现性较差，就需要对测量器具进行调整、校准或更换，以满足 CP 对测量数据的要求。

SPC(统计过程控制)和 MSA 在不同阶段对 CP 进行调整和完善。SPC 通过对过程的实时监控，及时发现过程中的异常波动，为 CP 的调整提供依据。当 SPC 发现过程失控时，可能需要对 CP 中的控制方法、检查频率等进行调整，以确保过程稳定。同时，MSA 也为 SPC 提供了可靠的测量数据支持，确保 SPC 分析的准确性。

例如，在汽车涂装过程中，CP 规定了对电泳膜厚、车身漆膜厚度、光泽度等特性的控制方法和检查频率。在这个过程中，使用的膜厚仪、色差仪等测量器具需要进行 MSA，以确保测量结果的准确性。同时，通过 SPC 对这些特性进行监控，当发现数据异常时，及时调整 CP 中的控制措施，确保涂装质量符合要求。

启航管理咨询介绍，CP 与 APQP、PPAP、MSA、FMEA、SPC 六大工具相互配合，共同为汽车行业的质量管理提供全面的保障。