TS16949五大工具apqpppapcontrolplanfemamsaspc的关系.docx
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TS16949五大工具的关系
这个话题如果没有实践的人一定是弄不清楚的,就算是有实践的人也未必能弄清楚,因为他们的相互交错.福特用了一百年的时间画出了轻典的APQP网络图,可见其用心之最.在这里我对五大工具做简单的描述希望能给大家一个基本的概念.
APQP是在整车厂提供新产品品的时候,做为零部件公司必须要做的一项工作,意在在产品未进行生产之前把所有的问题解决掉,所以它是个复杂的过程,也是需要几个来回反复才会成为最后策划的结果.FMEA则是在APQP的二三阶段时进行的失效模式分析,包括产品和过程,这里最重要的一点是这个时候产品并未生产出来,而是一种潜在的可能性分析,很多企业总是不习惯这一点,总是把它当成已经在生产的产品去分析.SPS,MSA都是在对过程策划的过程中形成的东西,也就是说什么样的过程需要用SPC来控制,一般来说具有特殊特性的过程应该用SPC,当然也不是绝对.这里需要说明的是控制计划,是APQP策划的结果,在这个结果中必然要用到测量工具,而这些测量工具是否能满足对过程测量的需要,需要用MSA来进行分析,简单地说控制计划中所涉及的测量器具都应该做MSA,然后在最初的控制计划中,也就是试生产的控制计划中,策划的测量工具或所选用的SPC未必能有好的效果,因些可能会进行调整和改进,最后形成正式生产的控制计划.而正式生产控制计划中的SPC和MSA应该是能满足批量生产的需要.
简单地说:
APQP是质量计划,但其实也是项目开发的计划。
既然是计划,它的时间起点是项目正式启动的那一时间点到PPAP结束,正常量产后进行总结,认为没有其他问题,可以关闭开发项目的那一时间点为止。
执行人是整个APQP小组。
PPAP是生产件批准程序,只是整个APQP计划中的一个环节,通常居于APQP计划的后半阶段,一般来讲是APQP计划的核心。
若PPAP没有获得客户的批准,那么APQP的计划基本要泡汤。
因此我们谈论起APQP,总是把它们说在一起:
APQP/PPAP。
由此可见PPAP的重要性。
主要执行人是（开发、生产、质量）工程师。
FMEA/SPC/MSA都是质量管理的工具。
诚如有朋友指出的,FMEA有DFMEA,PFMEA,这些工作的导入事件多为APQP的初期或中、早期。
它们主要正对的产品的设计、生产工艺或过程而言的。
属于预防性的计划。
MSA很简单,就是校对量、检具。
不要把任何一切都看得很复杂。
SPC也很简单,就是管制住某几个重要参数,监督它们生产的稳定性。
若发现有较大的波动,则立即采取措施,纠正工艺或生产流程。
MSA与SPC一样,都在PPAP阶段实施比较妥当（太早有很多影响因素导致MSA无效等）。
实施者多为质量工程师。
SPC往往会根据客户的不同要求,在以后正式量产的长期过程中都需要实施下去。
非常简单的谈了它们的关系,希望能点破核心。
MSA简单释义
MSA对于量仪检具来说有什么意义?
可能还有一部分人不是很清楚（包括我）,下面的是我从别的地方找来的一点点介绍。
如果论坛已经有了请管理员删掉免得浪费资源谢谢
MSA是什么
在日常生产中,我们经常根据获得的过程加工部件的测量数据去分析过程的状态、过程的能力和监控过程的变化;那么,怎么确保分析的结果是正确的呢?
我们必须从两方面来保证,一是确保测量数据的准确性/质量,使用测量系统分析（MSA）方法对获得测量数据的测量系统进行评估;二是确保使用了合适的数据分析方法,如使用SPC工具、试验设计、方差分析、回归分析等。
MSA（MeasurementSystemAnalysis）使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析,以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适,并确定测量系统误差的主要成分。
测量系统的误差由稳定条件下运行的测量系统多次测量数据的统计特性:
偏倚和方差来表征。
偏倚指测量数据相对于标准值的位置,包括测量系统的偏倚（Bias）、线性（Linearity）和稳定性（Stability）;而方差指测量数据的分散程度,也称为测量系统的R&R,包括测量系统的重复性（Repeatability）和再现性（Reproducibil
ity）。
一般来说,测量系统的分辨率应为获得测量参数的过程变差的十分之一。
测量系统的偏倚和线性由量具校准来确定。
测量系统的稳定性可由重复测量相同部件的同一质量特性的均值极差控制图来监控。
测量系统的重复性和再现性由GageR&R研究来确定。
分析用的数据必须来自具有合适分辨率和测量系统误差的测量系统,否则,不管我们采用什么样的分析方法,最终都可能导致错误的分析结果。
在ISO10012-2和QS9000中,都对测量系统的质量保证作出了相应的要求,要求企业有相关的程序来对测量系统的有效性进行验证。
这里面就提到了GageR&R中零件的分散性问题。
我们目前绝大多数人做的GageR&R其实是和机床联系在一起的。
一般来说,测量系统的分辨率应为获得测量参数的过程变差的十分之一,假想一下,机床非常好很稳定,加工出来的零件分散性数值仅仅是测量系统的分辨率,那么打死测量系统的制造商和设计者GageR&R也是不可能合格的,这样的机床还用得着这个测量系统吗?
显然用不着,那还作什么GageR&R。
论坛中曾经有朋友提到他们领导让他们用卡尺对量块做GageR&R,一部分朋友认为他们领导不懂,还有一部分人为可以,看了这个资料答案就很明了了楼主讲的MSA是目前汽车业最常见的术语之一。
当发动机或者其它零配件为整车厂供货或者发动机的零件为发动机装配线供货时,特别是首次供货或者重大改型后供货,按照Ts16949（老的北美标准称为qs-9000）均需要完成PPAP报告,而MSA是PPAP报告的组成部分。
它作为测量系统的分析报告。
它要论述所使
用的测量系统是符合买方要求的,只有这样,用这些测量系统测量出的数据才是被认可的。
一般说来,分析测量系统,主要分析其准确度、分辨率、线性、稳定性、重复性和再现性。
准确度一般通过测量已知真值的实物,并通过和真值比较来分析。
例如像CMM,按照VDI/VDE,测量块规50次,要求95%测量值合格;按照ISO,测量步距规7个方向各3次,要求所有测量数据合格。
分辨率是测量系统的固有指标。
线性可以通过制造5个或者更多的测量实物,分别测量然后分析数据得出。
稳定性一般考察短期稳定性,可以测量某具有真值的实物50次,分析散点图并利用判稳准则得出。
重复性和再现性可以通过不同的人在不同的工件上分别试验,然后分析数据得出（对于自动测量机器,人的因素需要通过机器来模拟）。
FMEA简介
FMEA（FailureModeandEffectAnalysis,失效模式和效果分析）是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法。
具体来说,通过实行FMEA,可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点,可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。
FMEA最早是由美国国家宇航局（NASA）形成的一套分析模式,FMEA是一种实用的解决问题的方法,可适用于许多工程;
领域,目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商（EMS）都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。
FMEA简介
FMEA有三种类型,分别是系统FMEA、设计FMEA和工艺FMEA,本文中主要讨论工艺FMEA。
1）确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题,包括下述各个方面:
需要设计的新系统、产品和工艺;
对现有设计和工艺的改进;
在新的应用中或新的环境下,对以前的设计和工艺的保留使用;
形成FMEA团队。
理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、质量控制、可靠性、服务、采购、测试以及供货方等所有有关方面的代表。
2）记录FMEA的序号、日期和更改内容,保持FMEA始终是一个根据实际情况变化的实时现场记录,需要强调的是,FMEA文件必须包括创建和更新的日期。
3）创建工艺流程图。
工艺流程图应按照事件的顺序和技术流程的要求而制定,实施FMEA需要工艺流程图,一般情况下工艺流程图不要轻易变动。
列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及对于每一项操作的工艺控制手段:
1对于工艺流程中的每一项工艺,应确定可能发生的失效模式.如就表面贴装工艺（SMT）而言,涉及的问题可能包括,基于工程经验的焊球控制、焊膏控制、使用的阻焊剂
B（soldermask）类型、元器件的焊盘图形设计等。
4.2对于每一种失效模式,应列出一种或多种可能的失效影响,例如,焊球可能要影响到产品长期的可靠性,因此在可能的影响方面应该注
明。
对于每一种失效模式,应列出一种或多种可能的失效原因.例如,影响焊球的可能因素包括焊盘图形设计、焊膏湿度过大以及焊膏量控制等。
现有的工艺控制手段是基于目前使用的检测失效模式的方法,来避免一些根本的原因。
例如,现有的焊球工艺控制手段可能是自动光学检测（AOI）,或者对焊膏记录良好的控制过程。
对事件发生的频率、严重程度和检测等级进行排序:
严重程度是评估可能的失效模式对于产品的影响,10为最严重,1为没有影响;事件发生的频率要记录特定的失效原因和机理多长时间发生一次以及发生的几率。
如果为10,则表示几乎肯定要发生,工艺能力为0.33或者ppm大于10000。
5.2检测等级是评估所提出的工艺控制检测失效模式的几率,列为10表示不能检测,1表示已经通过目前工艺控
5.3计算风险优先数RPN（riskprioritynumber）。
RPN是事件发生的频率、严重程度和检测等级三者乘积,用来衡量可能的工艺缺陷,以便采取可能的预防措施减少关键的工艺变化,使工艺更加可靠。
对于工艺的矫正首先应集中在那些最受关注和风险程度最高的环节。
RPN最坏的情况是1000,最好的情况是1,确定从何处着手的最好方式是利用RPN的pareto图,筛选那些累积等级远低于80%的项目。
推荐出负责的方案以及完成日期,这些推荐方案的最终
目的是降低一个或多个等级。
对一些严重问题要时常考虑拯救方案,如:
一个产品的失效模式影响具有风险等级9或10;一个产品失效模式/原因事件发生以及严重程度很高;
一个产品具有很高的RPN值等等。
在所有的拯救措施确和实施后,允许有一个稳定时期,然后还应该对修订的事件发生的频率、严重程度和检测等级进行重新考虑和排序。
FMEA应用
FMEA实际上意味着是事件发生之前的行为,并非事后补救。
因此要想取得最佳的效果,应该在工艺失效模式在产品中出现之前完成。
产品开发的5个阶段包括:
）I&T%k&J+D）Q4L!
^（^计划和界定、设计和开发、工艺设计、预生产、大批量生产。
作为一家主要的EMS提供商,FlextronicsInternational已经在生产工艺计划和控制中使用了FMEA管理,在产品的早期引入FMEA管理对于生产高质量的产品,记录并不断改善工艺非常关键。
对于该公司多数客户,在完全确定设计和!
生产工艺后,产品即被转移到生产中心,这其中所使用的即是FMEA管理模式。
手持产品FMEA分析实例
在该新产品介绍（NPI）发布会举行之后,即可成立一个FMEA团队,包括生产总监、工艺工程师、产品工程师、测试工程师、质量工程师、材料采购员以及项目经理,质量工程师领导该团队。
FMEA首次会议的目标是加强初始生产工艺MPI
（ManufacturingProcessInstruction）和测试工艺TPI（TestProcessInstruction）中的质量控制点同时团队也对产品有更深入的了解,一般首次会议期间和之后的主要任务包括:
1.工艺和生产工程师一步一步地介绍工艺流程图,每一步的工艺功能和要求都需要界定。
团队一起讨论并列出所有可能的失效模式、所有可能的影响、所有可能的原因以及目前每一步的工艺控制,并对这些因素按RPN进行等级排序。
例如,在屏幕印制（screenprint）操作中对于错过焊膏的所有可能失效模式,现有的工艺控制是模板设计SD（StencilDesign）、定期地清洁模板、视觉检测VI（VisualInspection）、设备预防性维护PM（PreventiveMaintenance）和焊膏粘度检查。
工艺工程师将目前所有的控制点包括在初始的MPI中,如模板设计研究、确定模板清洁、视觉检查的频率以及焊膏控制等。
.FMEA团队需要有针对性地按照MEA文件中的控制节点对现有的生产线进行审核,对目前的生产线的设置和其他问题进行综合考虑。
如干燥盒的位置,审核小组建议该放在微间距布局设备（Fine-pitchPlacementmachine）附近,以方便对湿度敏感的元器件进行处理。
4.FMEA的后续活动在完成NPI的大致结构之后,可以进行FMEA的后续会议。
会议的内容包括把现有的工艺控制和NPI大致结构的质量报告进行综合考虑,FMEA团队对RPN重新进行等级排序,每一个步骤首先考虑前三个主要缺陷,确定好推荐的方案、责任和目标完成日期。
对于表面贴装工艺,首要的两个缺陷是焊球缺陷和tombstone缺陷,可将下面的解决方案推荐给工艺工程师:
对于焊球缺陷,检查模板设计（stencildesign）,检查回流轮廓（reflowprofile）和回流预防性维护（PM）记录;检查屏幕印制精度以及拾取和放置（pick-and-place）机器的布局（placement）精度.对于墓石（tombstone）缺陷,检查屏幕印制精度以及拾取和放置（pick-and-place）机器的布局（placement）精度;检查回流方向;研究终端（termination）受污染的可能性。
工艺工程师的研究报告表明,回流温度的急速上升是焊球缺陷的主要原因,终端（termination）受污染是墓石,（tombstone）缺陷的可能原因,因此为下一个设计有效性验证测试结构建立了一个设计实验（DOE）,设计实验表明
一个供应商的元器件出现墓石（tombstone）缺陷的可能性较大,因此对供应商发出进一步调查的矫正要求对于产品的设计、应用、环境材料以及生产组装工艺作出的任何更改,在相应的FMEA文件中都必须及时更新。
FMEA更新会议在产品进行批量生产之前是一项日常的活动。
批量生产阶段的FMEA管理:
作为一个工艺改进的历史性文件,FMEA被转移到生产现场以准备产品的发布。
FMEA在生产阶段的主要作用是检查FMEA文件,以在大规模生产之前对每一个控制节点进行掌握,同时审查生产线的有效性,所有在NPI
FMEA阶段未受质疑的项目都自然而然地保留到批量生产的现场。
拾取和放置（pick-and-place）机器精度是工艺审核之后的一个主要考虑因素,设备部门必须验证布局机器的Cp/Cpk,
同时进行培训以处理错误印制的电路板。
FMEA团队需要密切监视第一次试生产,生产线的质量验证应该与此同时进行。
在试生产之后,FMEA需要举行一个会议核查现有的质量控制与试生产的质量报告,主要解决每一个环节的前面三个问题。
FMEA管理记录的是一个不断努力的过程和连续性的工艺改进,FMEA文件应该总是反映设计的最新状态,包括任何在生产
过程开始后进行的更改。
结语
使用FMEA管理模式在早期确定项目中的风险,可以帮助电子设备制造商提高生产能力和效率,缩短产品的面市时间。
此外通过这种模式也可使各类专家对生产工艺从各个角度进行检测,从而对生产过程进行改进。
所推荐的方案应该是正确的矫正,产生的效益相当可观。
为了避免缺陷的产生,需要对工艺和设计进行更改。
使用统计
学的方法对生产工艺进行研究,并不断反馈给合适的人员,确保工艺的不断改进并避免缺陷产生。
FMEA作用是什么,这是首先要认识到的.FMEA是经验的积累,既然是经验的积累,对过去类似的工艺或产品形成过程中发现问题预防,同时评估各过程风险程度.例如,你在吃饭时吃到了砂子,如何解决米中
有吵子呢?
当然要考虑做饭时的环境,不要在风砂的露地中烧饭,假如你就是在沙漠中生活怎么办,那你就得采取措施,烧饭的器皿要密封等.其二呢米中有砂子,在淘米时怎么去淘干净,其三呢,谷子中如何去除砂子...,烧饭时\米中淘沙\谷中去沙等,这都需以往的一些经验和方法.把这些归纳一起,就是一个FMEA了.在中国大部分（不包括某些注重用先进知识管理品质的企业）都不管你什么SPC.FMEA他们只想把产品做出来.中间如果出现问题很大一部分是靠某些有经验的人搞定或者欺瞒客户.也就是不管你过程如何.能出货就OK.
其实汤姆和其他父亲也没什么区别,当然每个父亲都关心自己的孩子,尤其关心孩子的身体健康和安全,这不,父亲正为孩子上学路上可能发生的情况苦思苦想呢。
汤姆想到了孩子上学路上可能会贪玩,因而上学迟到,被老师处罚,因而耽误学习（汤姆认为发生的可能性较大,他选择发生度O=5或6）;也想到了路上有一个马路需要孩子横穿过去,发生交通事故的可能性也有,当然不是很大（汤姆认为发生度O=3或4）。
当然还有其他可能发生的事情,但发生的可能性都非常小（汤姆认为发生度O=1或2）,所以不再考虑。
接着汤姆分析,上学迟到是一件风险不是很大的事情,仅仅影响学习而已,他将风险系数确定为S=4或5,而发生交通事故的确是个大问题,父亲将风险系数确定为S=9或10。
接下来汤姆开始寻找对策,如何不让上述情况发生或一旦发生后损失最小,当然最好的办法是父亲每天送孩子上学,可是汤姆因为工作原因做不到这样,最后汤姆想出了办法,他每天写一个纸条让孩子交给老师签字,这样汤姆就可以监控孩子每天是
否按时到学校（汤姆认为探测度非常高,确定D=3或4）;汤姆为孩子选择了一条可以不横穿马路的上学路径,从而使发生的可能性降的很低（汤姆确定新的发生度为O=1）。
孩子不解地问父亲为什么这样做?
汤姆神秘地告诉孩子他的这种方法是汽车行业非常流行的潜在失效模式及后果分析（英文简称FMEA）,孩子不以为然,但还是按照父亲的办法执行了。
汤姆还关心的是孩子的学习成绩,因为没有时间照顾孩子,便为孩子每次考试成绩做了曲线图（汤姆告诉孩子这叫X-R控制图,是统计过程控制SPC的一种）,孩子不明白,问父亲这图有什么用,汤姆告诉孩子可以用来监控学习成绩的变化,以便及早做出预防,比如:
有超出控制限的点或连续几点上升或下降,都需要作出分析,找原因。
孩子笑了,问父亲:
"如果连着上升不就说明成绩变好了吗,还分析什么"?
汤姆严肃地告诉孩子,即使连续上升也要分析,分析的目的是找出变好的原因,以便形成标准并加以巩固,孩子似懂非懂地点点头。
孩子的课外活动也是汤姆所关心的,有一次学校让每个孩子做5个手工制品参加竞赛,学校给了制作标准,要求周五上交。
孩子做好了一个,并要继续做下去,却被汤姆制止了,他告诉孩子先别急着继续做,明天先拿这个给老师检查一下,合格后再继续做后面的4个,孩子笑话父亲太小心谨慎了,父亲同样严肃地告诉孩子,这叫做产品和过程批准（英文简称PPAP）,小心使得万年船。
孩子按父亲的教导去做了,果然孩子的作品获得了成功,而同班的却有几名同学因作品不合格被取消了参赛资格,这次孩子终于开始佩服父亲了。
期末到了,小汤姆因为在各方面的出色表现被老师表扬,当老师和同学要求小汤姆说一说成功的经验时,小汤姆本想把父亲教他的什么FMEA,SPC,PPAP好好宣传一番,可由于兴奋,竟然一点也想不起来,最后只好说:
"因为我爸是个汽车工程师。
"
我們的作法:
）
1）量產前的FMEA,由工程部門主導,收集制作樣品過程中的質量信息。
2進入量產階段的FMEA,由QA部門主導,收集生產中的質量信息,當出現質量異常時候,需要修正FMEA。
FMEA作用是什么,这是首先要认识到的.FMEA是经验的积累,既然是经验的积累,对过去类似的工艺或产品形成过程中发现问题预防,同时评估各过程风险程度.例如,你在吃饭时吃到了砂子,如何解决米中有吵子呢?
当然要考虑做饭时的环境,不要在风砂的露地中烧饭,假如你就是在沙漠中生活怎么办,那你就得采取措施,烧饭的器皿要密封等.其二呢米中有砂子,在淘米时怎么去淘干净,其三呢,谷子中如何去除砂子...,烧饭时\米中淘沙\谷中去沙等,这都需以往的一些经验和方法.把这些归纳一起,就是一个FMEA了.Brainstorming,Team中各个Function成员先分别写各自熟悉,擅长的部分,最后开会讨论汇总.
不是一个人的事,如果做起来进展比较慢或效果较差,可随时调整思路或向其他前辈请教个人感觉很少有FMEA做到点子上的,确实比较难我们公司的做法是这样的:
我们组织了一次实施针对FMEA的内训,之后是推进标准和推进计划、成员的议定。
接下来从SFMEA开始,与PDT一起演练、讨论,直至观念达成一致,设计人员能够熟练掌握后,由其主导实施。
（这个过程很痛苦,经常讨论可能就成为争论、甚至争吵）;完成SFMEA后,再用同样方法完成DFMEA和PFMEA。
关于特殊特性识别的方法
特殊特性是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。
特殊特性和FMEA没有明显的前后关系,如果是从来没有做过的话,从头开始,也是这样,（原因:
多方论证或并行工程）,不过在实际操作的时候,将特殊特性一般分为6~7种,包括,安全、法规、防水……等,其中,安全、法规在P&DFMEA中的严重度一般为8分以上,此外FMEA是一个动态的过程,当在FMEA中识别出相关内容后,需要更新D&P特殊特性清单。
在完善特殊特性清单中容易出现的两个问题是,过分扩大或过分缩小,因为特殊特性的控制是需要资源的,过分扩大,则控制加大,则容易造成浪费,但如果没有识别出合适的,即过分缩小,则该控制的没有控制,造成风险过大。
特殊特性清单的识别要结合FMEA,推荐用QFD（原因为QFD是做FMEA的半前置条件）,打分可能更科学,当然,有专家力也是可以的,非常高效~:
"/>肯定是先确定特性啦,不确定分析对象哪来的FMEA,FMEA的对象应该是很具体的。
E另外所谓的特殊特性,个人觉得概念的说明基本包含了一个产品的所有特性,大家再看控制计划中就还有一栏对特殊特性进行等级划分
的,所以,对所谓的特殊特性觉得没有太多值得考虑的,更应该考虑的是控制计划中对特殊特性的分级,这里才体现我们控制策划。
产品设计部门的下一道工序是制造设计﹐产品设计应充分考虑可制造与可装配性问题﹐如果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DFMEA不能依靠过程检测作为控制措施PFMEA应将DFMEA作为重要的输入﹐对DFMEA标明的特殊特性也必须在PFMEA中作为重点分析的内容DFMEA,Weneedtoconsiderthepotentialmodeduringallaspectsofthedesignprocess,itfocusesonthecomponentfailureandalltheservicefield,includingtheusermaintanence,alsotheproductrealization.
ForP,itismainlyontheindustrialrealization,itcontainstheendofthedesignandthepilotandproductionduration.:
Thisiswhatithinkofit,maybenotexactly,anyideas,welcomingyou!
DFMEA是指设计阶段的潜在失效模式分析
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