APQP在低压电器研发的应用

林铸鑫，徐胜国，岳喜雷，叶扬，胡建国

（浙江正泰电器股份有限公司，浙江温州，325000）

0 引言

产品制造最开始也是最重要的阶段就是产品研发。研发的产品是否能够符合目标客户的要求，取决于在产品研发过程中的质量管理是否合格。基于以往的研究成果，将近22%的产品质量问题是由产品设计不过关引起的。所以想要最为直接、快捷、有效的提高产品的质量和生产效率，严格进行产品研发过程中的质量管理是最合理和有效的方法，以便在研发的早期阶段发现并解决潜在的质量问题，是提高产品质量的最直接手段。APQP手册是由美国三大汽车公司（Ford Motor Company，Chrysler和 General Motors Company）共同起草的[1]。其最为关键的一个特点也是优势就是，它需要在研发过程中同步研发项目和多边协作论证，其对于加强项目相关者之间的联系与协作，进而并减少产品研发周期有着非常大的帮助作用。

低压电器是特指执行电路或非电气对象的切换，控制，保护，检测，转换和调节的组件或装置备，其主要特点是可以根据外部信号和要求手动或自动打开或关闭电路。通常，低压电器可分为两类：配电电器和控制电器，它们是完整电气设备的主要组件。断路器是低压电器的最重要类型之一。它是一种开关装置，主要作用是能够开启、关闭和承载正常回路中的电流而且能在指定的时间内对发生异常的回路内的电流进行开启、关闭或承载。

本文就以某一公司在进行设备用断路器靠法的过程中应用APQP方法进行分析。

1 基于APQP的新产品研发管理模型

APQP遵循着基本的PDCA循环过程原理[2]，如图1所示，其主要是一种用于产品质量策划的结构化方法，其主要优势是可以引导相关资源来识别并满足客户的需求。可以帮助及早发现质量问题以免后期反复的修改造成产品研发周期的延长或者研发质量的下降；使产品的质量目标贯彻于整个产品研发过程中。从而保证产品研发质量满足项目目标，以确保有效控制产品设计研发和生产的进度，成本和质量目标等相关方面。

图1 产品策划循环图

与其他行业的产品相比，低压电器的设计研发制造过程更为重要，因为其一般生产的批次较多，数量较大。这些特点也就意味着一旦研发设计的产品质量不过关或存在安全隐患，且审查不慎进入到批量生产环节中，造成的损失是非常重大的。因此对于产品研发过程的质量控制一定要严格把控[3]。从这个角度出发，在低压电器设计研发和生产过程中学习其他行业的最佳产品质量先期策划方法，以保证对低压电器的设计研发和生产的质量策划能够得到落实，并有效控制整个产品研发过程的周期和成本。根据产品研发的实施过程，APQP可以分为五个阶段[4]：计划和项目确定阶段，产品设计和研发阶段，过程设计和研发阶段，产品和过程确认阶段，反馈评估以及纠正措施阶段。经过上述这些步骤，作为新产品研发质量工作流程的主要框架，而且利用确定的质量体系标准可以不断完善产品质量，削减重复且不必要的工作和文件，并减少隐藏故障发生的可能性。

2 APQP在低压电器研发的应用实例

■2.1 案例概况

2018年底，江苏某电器股份有限公司（以下简称为T公司）应美国某著名生活电器公司（以下简称为K公司）需求，专项研发一款设备用断路器产品，应用于其生产销售的取暖设备上。

该产品的工作原理为：在设备发生故障时（短路或过载），断开电路起到保护设备负载的作用，并可替代熔断丝重复使用，且产品性能需满足北美低温的使用环境。

K公司作为美国最大的空调制造企业，非常看重其供应商的生产制造和质量保证能力，供应商必须通过其严格的工厂审查，并提交PPAP（生产件批准程序）文件，方能获得其生产许可，接受产品生产订单。

本次所研发的设备用断路器，为T公司首款设备用断路器产品，产品性能要求和生产制造方法，无同类型产品可借鉴，所以在产品研发过程中，极易存在质量隐患，造成产品质量问题，导致无法通过K公司的审核要求。而且研发需求急迫，客户需要在半年内完成产品研发，提供合格的产品，并能达到一定的生产产能，满足其采购需求。

■2.2 实际应用过程

研发新产品的过程是具有高度科学性的工作，所以必须按照必要的科学阶段和程序进行，并进行研究和应用系统工程和各种管理手段。从以上的分析可以的出以下结论：新产品的研发必须基于客观规律来将一个复杂性、系统性的过程进行分解，分解其每一个阶段、程序和相应的工作内容，同时针对分解出的不同的阶段、程序和工作内容制定合理的管理措施，以确保完成系统协调并达到过程管理目标。设计并制定APQP工作流程。此过程将新产品的研发，试生产和测试过程中质量控制内容和需要控制的文件进行了标准化，以确保在公司研发的新产品满足客户、相关法律法规以及设计和研发要求。此过程适用于新产品研发，试生产和工厂质量控制的所有过程。结合T公司的新产品研发体系，重新确定了五个阶段的重点。

第一阶段：计划和确定项目

这一阶段主要是产品概念的确定与设计阶段，在这一阶段主要需要确认客户的需求和期望，从而进行策划和确定APQP项目和质量计划。该阶段的主要工作是：建立一个部门间和合作的项目团队，该团队应包括市场，技术，工艺，采购，质量，销售，现场服务的相关工作人员和客户的代表；项目团队是实施APQP的组织基础，结合项目同步研发的需求，进行项目团队内多层次的成员沟通与交流，以保证及时、有效、准确的获取和传递相关的资源和信息，保证各个成员对于项目目标的理解是一致的，确认客户和其他新产品研发部门的需求和目标，策划和制定质量工作所需要进行的项目，产品市场目标是一个集合性的概念，其具体是指功能目标，性能目标，可靠性目标，质量目标，价格目标等；确认并分析类似产品的质量问题，制定质量控制计划并对其进行落实划。

第二阶段：产品设计研发

在产品设计要求，产品设计功能和特点的基础上对产品进行研发设计时应当将后续批量生产和规划、满足相关技术的要求的可持续性、质量目标和可靠性等方面纳入考虑范围内。该阶段的主要工作是：需要完成产品的技术方案设计，产品工艺设计，产品工作图设计，技术图纸，零件的PPAP准备清单，产品和工艺特殊特性的分析表，保证生产一致性策划书，可靠性设计（包括确定零件的可靠性指标）、质量控制方法，防止类似产品的质量问题出现在新产品中的控制措施。在此阶段，所有设计指标都将被分解，分解的每一个部分都需要进行方案策划，每一个部分都需要被控制。

第三阶段：过程设计研发

在此阶段，将设计阶段的输出内容用作这一阶段输入内容，将上一阶段研究和制定出的设计要求落实在制造过程中。因此这一阶段的主要目标就是生产出高质量且满足产品设计要求的产品。确认并分析制造过程可能对质量造成影响的因素，并制定质量控制计划，以保证在上一阶段制定出的相关要求与指标能够全面而准确的落实在生产过程中。该阶段的主要工作是：此阶段通常为试生产提供足够的先决条件，以确保样品试制能够成功完成。该过程很主要研究了加工的流程设计、车间布局、过程控制、SOP、质检清单、工具和设备设计等工作条件以及分析过程可能出现的故障和为操作员准备可操作性工作文件，例如测试方法、标准设计、可靠性测试、PPAP组件检查，完整的机器测试方法等；断路器是大批量的生产，因此要求试生产的过程对每一个可能出现问题的地方进行确认。

第四阶段：产品和过程确认

这一阶段是产品试生产出的样品的验证阶段，该阶段利用产品的试生产来验证产品设计和制造过程，验证质量控制方案是否得到落实以及产品是否符合设计的要求与指标，能否满足客户的需求，并且在这一阶段评估产品是否合格，生产过程是否受到控制。审查产品质量控制策划是否有效，检查产品是否满足质量目标，并确认设计和管理等方面是否存在可以完善的地方。该阶段的主要工作是：该阶段通过试生产确定相应的生产过程，而且检查零部件的相关性能，检查质量控制计划是否发挥了作用，检查操作文件是否符合生产需求，并完全检查出存在的问题，对产品规格或生产方法进行一定的调整，以确保在正式生产之前可以消除这些问题。

第五阶段：反馈评定和纠正量产控制

产品的研发的结束并不以流程验证和生产准备完全为准；在此阶段，新产品的项目团队会确定新产品制造过程中的误差影响，进行流程分析并采取纠正措施以降低流程误差，以通过不断地改进找到减少这些误差来源的方法。必须继续提高客户满意度并完成产品生命周期管理。数据收集主要在两个方面展开。首先是产品跟踪：跟踪交付给客户的新产品，检查可靠性和故障率以及收集产品的相关信息。第二个是制造过程：当发现特殊和正常的变化之间的不同点时，可以评估产品质量控制计划是否有效。此阶段主要用于产品生命周期管理，以保证产品的可靠性。

■2.3 实际应用效益分析

运用该APQP方法，成功研发断路器项目。该项目成功通过美国K公司的工厂审查，并获得了产品采购许可，签订了首年销售30万只的订单，并成为2018年K公司的年度最佳研发项目，为T公司其它低压电器产品打入K公司市场开启了道路。

3 结论

新产品质量前期策划（APQP）是产品研发初期的具有复杂性和系统性的工程。其主要目标是一劳永逸地认真做好每一件事，以免在以后的阶段出现频繁的质量问题，导致客户对产品失望，所有研发过程都是为了解决问题而不断弥补之前出现的漏洞，研发和生产无序。在产品研发到产品生产的整个过程中，编制细致的控制方案以进行全面而严格的质量管理，从而保证产品研发的质量并缩减研发周期和消耗。其建立了保证产品和系统组件的稳定性、一致性和稳定性的参数，从而实现在产品生产之前就将新产品设计的预期质量进行数字化分解。所有预计划工作的最终目标还在于促进实现预期的质量指标，并在产品准备就绪之前了解最终产品研发结果是否满足可量化的预期质量指标。在控制新产品的质量时，工厂严格遵循质量先期策划和控制计划（APQP）进行质量计划，以便新产品可以在提高设计质量和控制研发成本方面取得显著成果。在产品质量管理的新工作中，切实执行质量计划概念和全面管理机制。