先期质量策划在提高抗硫管直度质量中的应用

杨霄，王爱华，张建伟

（宝山钢铁股份有限公司，上海201900）

先期质量策划在提高抗硫管直度质量中的应用

杨霄，王爱华，张建伟

（宝山钢铁股份有限公司，上海201900）

介绍了产品先期质量策划（APQP）的意义，通过运用APQP的主要核心工具（过程流程图、过程失效模式及后果分析和控制计划），分析APQP在企业的实施模式，及其在提高抗硫管直度一次合格率中的具体应用。应用结果表明：通过运用APQP质量工具，改进了产品质量，使抗硫管直度一次合格率由80.0%提升至95.7%，促进了企业质量管理水平的提升，节约了制造成本，提高了企业经济效益。

抗硫管；产品先期质量策划；直度；一次合格率；质量管理

APQP（Advanced Product Quality Planning）产品先期质量策划是质量管理的主要内容，也是ISO/TS 16949：2009质量管理体系的核心要求，是用于确定和制定确保产品使用户满意所需步骤的一种结构化、系统化的方法，以落实预防管理、保证产品质量、满足用户需求。

宝钢集团有限公司（简称宝钢）在一贯制质量管理的基础上，从“将用户需求转化为产品功能、特性的产品设计”和“重点过程/工序控制要求的过程设计”这两个维度，将用户需求与产品质量实现有效结合，引入在汽车行业盛行的APQP核心工具，对质量损失大、用户抱怨突出、未按期交货的大生产产品，落实预防管理措施，实施科学控制并有效防范质量风险。本文将主要介绍APQP在宝钢的实施模式，及其在提高抗硫管直度一次合格率中的具体应用。

1 APQP脉络图

宝钢APQP始于用户需求，依次进行产品功能分析、产品特性分析和过程特性分析，最终制造出满足用户要求的产品，形成一个完整的PDCA（P—计划，D—执行，C—检查，A—行动）循环。以客户为导向的APQP流程如图1所示，其中DFMEA（Design Failure Mode and Effects Analysis）为设计失效模式分析，PFMEA（Process Failure Mode and Effects Analysis）为过程失效模式及后果分析，MSA（Measurement System Analysis）为测量系统分析，CP（Control Plan）为控制计划，SPC（Statistical process Control）为统计过程控制；宝钢APQP中的主要工具方法如图2所示。

2 APQP在提高抗硫管直度中应用

抗硫化氢应力腐蚀开裂油井管（简称抗硫管）是宝钢油井管的高附加值产品，其直度要求高，生产难度大，一直是困扰生产线的难题（主要集中在热处理工序）［1-5］，一次合格率历史平均水平仅在80%左右。API Spec 5CT—2011《套管和油管规范》和宝钢内控标准对抗硫管直度的要求见表1。

图1 以客户为导向的APQP流程

图2 宝钢APQP中的主要工具方法

表1 API Spec 5CT—2011和宝钢内控标准对抗硫管直度的要求

APQP的核心工具主要有：过程流程图、过程失效模式及后果分析和控制计划。

2.1 过程流程图

2.1.1 过程流程图的定义

过程流程图提供过程的详细描述，它可以从制造或装配过程的开始到结束，分析机器、材料、方法和人力变差的来源；还用来强调过程变差来源带来的影响。过程流程图帮助分析的是整体过程，而不是过程中的单个步骤，是编制过程失效模式及后果分析（PFMEA）的基础。

通过分析抗硫管的生产过程可知，影响直度的生产流程主要有：淬火炉加热，水淬，回火炉加热，热矫直。下面选择部分过程，举例说明APQP在提高抗硫管直度质量中的应用。

2.1.2 钢管直度过程变差分析

过程变差分析方法有失效树分析、试验设计和因果图分析等。对于因果图分析，产生变差的原因可能是人力、机器、材料、方法、环境中的任何一个或组合因素。以抗硫管水淬过程为例，通过过程变差分析，可以将过程特性列示出来，具体的因果关系如图3所示。

2.1.3 抗硫管热处理直度过程流程图分析

以淬火炉加热和水淬过程为例，热处理过程流程分析见表2。

2.2 过程失效模式及后果分析

2.2.1 过程失效模式及后果分析的定义

过程失效模式及后果分析（PFMEA）是通过识别每个过程/功能的期望结果（包括下工序对上工序的要求）来实现的。期望结果是指每个过程/步骤的输出，与产品或中间产品相关，描述每个过程/步骤应当实现的目标，为小组识别失效模式提供基础［6］。

2.2.2 开展FMEA逻辑思路

FMEA（Failure Mode and Effects Analysis，潜在失效模式与后果分析）过程逻辑如图4所示。

FMEA不是简单地填写表格，而是要理解FMEA的过程，以便消除风险并策划适宜的控制措施，确保顾客满意［7］。

图3 抗硫管水淬过程中直度因果关系示意

表2 热处理过程流程分析

2.2.3 抗硫管直度PFMEA分析

PFMEA通过分析过程，找出潜在的过程缺陷，评估其影响，确定导致这种潜在失效模式的原因及过程特性变量，对风险较大的失效模式制定预防措施，以防止缺陷的发生。显然这是一种主动、积极的降低失效风险、支持生产过程的预防方法［8］。对于风险顺序数RPN值高的潜在失效原因，需要采取措施来降低失效原因的频度O或者探测度D，降低其RPN值，从而预防潜在失效模式的发生，降低产品失效的风险。

以淬火炉加热过程为例，其PFMEA分析（前半部分）如下：

过程名称：淬火炉加热

过程功能：转变金属组织（奥氏体化）

过程要求：出炉后直度满足要求

淬火炉加热过程PFMEA分析（后半部分）见表3。

表3 淬火炉加热过程PFMEA分析（后半部分）示例

2.3 控制计划

2.3.1 控制计划的定义

控制计划（CP）是产品质量策划过程形成的动态文件，用于描述过程每一阶段所需控制的措施，提供用来控制特性的过程监测和控制方法。在产品质量策划过程的不同阶段形成的控制计划分为3类，即样件控制计划、试生产控制计划和生产控制计划［9-10］。

2.3.2 抗硫管直度CP分析

以淬火炉加热过程为例，其CP分析见表4。

表4 淬火炉加热过程CP分析示例

3 实施效果

通过掌握运用APQP的核心工具、思路和方法，在淬火炉加热、水淬过程发现了以前并未注意到的8个过程参数，并对这些过程参数制定了技术规范。上述方法不但提高了企业及时发现问题、分析问题及解决问题的能力，也从过程控制措施细化的过程中提高了自身的技术水平，为企业解决实际问题提供了良好的思路和方法。

通过运用APQP核心工具，使宝钢抗硫管直度一次合格率明显提高，由改进前的80.0%上升至改进后的95.7%（图5），取得了较好的效果。抗硫管产品质量的提升，不仅节约了企业的制造成本，提高了企业的经济效益，同时也促进了企业的质量管理水平，对实现公司战略目标形成了有力的支撑。

图5 运用APQP核心工具前后抗硫管直度一次合格率对比

4 结语

结合实例，分析了APQP核心工具在提高抗硫管直度一次合格率中的运用。通过对实例的应用分析可以看出：APQP是一种预防分析技术，是用来确定和制定确保产品使用户满意所需步骤的一种结构化、系统化的方法，落实预防管理控制、保证产品质量、满足用户需求，是一套非常有效的管理方法，它将质量改进与实现企业战略目标紧密结合在一起，能够改善企业服务的质量。

PFMEA和CP是APQP输出的核心技术工具，在实际应用过程中，需重点关注过程流程图、PFMEA与CP的关系，三者相互关联，在实施运用过程中要把握其本质，根据产品和流程的差异对策划的全过程进行评估和改进。

［1］殷光虹.宝钢油井管水淬技术的开发［J］.钢管，2001，30（4）：20-25.

［2］王宁，赵鹏，向双娣，等.对我国油井管产业发展的几点认识［J］.钢管，2011，40（3）：12-16.

［3］李鹤林，田伟.面向“十二五”的油井管［J］.钢管，2012，41（1）：1-6.

［4］李鹤林.油井管发展动向及若干热点问题［J］.钢管，2005，34（6）：1-6；2006，35（1）：1-6.

［5］李鹤林，韩礼红，张文利.高性能油井管的需求与发展［J］.钢管，2009，38（1）：1-9.

［6］王高峰.FMEA在质量管理中的应用［J］.电子质量：质量工程卷，2002（11）：60-63.

［7］李静霄.浅谈“FMEA”工具在质量管理体系中的运用［J］.科技风，2009（15）：162.

［8］盘彩美.产品质量先期策划（APQP）在SGMW GP50项目中的运用［J］.企业科技与发展，2011（18）：124-127.

［9］郑娟英.产品质量先期策划在新产品开发中的应用［J］.汽车实用技术，2011（3）：42-44.

［10］张宝平，刘玉章，邹玉贤，等.APQP在汽车板产品开发中的应用［J］.中国质量，2013（9）：37-39.

Application of Advanced Quality Planning for Improving Straightness Quality of Anti-SSC Pipes

YANG Xiao，WANG Aihua，ZHANG Jianwei
（Baoshan Iron and Steel Co.，Ltd，Shanghai 201900，China）

Elaborated in the article is the significance of the advanced product quality planning（APQP）.Analyzed are the implementation mode of the APQP of the company，and the specific application of the APQP for improving primary qualification rate of straightness of anti-SSC pipes by means of the major core APQP tools，i.e.，process flow chart，process failure mode and consequence analysis，and control plan.The application result demonstrates that owing to application of the APQP quality tools，the product quality is bettered，the primary qualification rate of the anti-SCC pipe increased from the original 80.0%to 95.7%.，and the company’s management level，cost effectiveness and economic benefit enhanced.

anti-SSC pipe；advanced product quality planning（APQP）；straightness；primary qualification rate；quality management

TG161

B

1001-2311（2014）06-0043-05

2014-06-16；修定日期：2014-08-22）

杨霄（1973-），女，硕士，高级工程师，首席工程师，主要从事条钢产品和钢管产品质量管理等工作。