PPAP APQP MSA SPC FMEA经典培训教材讲义

核心工具
重要的顾客手册-AIAG
产品质量先期策划和控制计划 （APQP&CP）
--第二版 2008年11月
潜在失效模式和后果分析参考手册 （FMEA）
--第四版 2008年11月
测量系统分析参考手册 （MSA）
统计过程控制参考手册 （SPC）
生产件批准程序 （PPAP）
--第三版 2002年3月 --第二版 2005年
2020/3/30
目录
• 五大核心工具简介及关系 • 产品质量先期策划和控制计划（APQP&CP） • 潜在失效模式和后果分析参考手册（FMEA
） • 测量系统分析参考手册（MSA） • 统计过程控制参考手册（SPC） • 生产件批准程序（PPAP）
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五 大 技 术 手 册
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• 概念FMEA-CFMEA • 系统FMEA-SFMEA • 设计FMEA-DFMEA • 过程FMEA-PFMEA • 设备FMEA-MFMEA
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PFMEA过程失效模式及效应分析
• 假定所设计的产品能够满足设计要求 ⊙需假设来件/材料是正确的。 ⊙假设产品基本设计是正确的。
• 不依靠改变产品设计来克服过程中的薄 弱环节
• 均值极差法
均值和极差法是一种提供测量系统重复性和再现性估计的数 学方法。 2020/3/30
测量系统变差的类型
对于大多数测量过程而言，总测量变差通常被描述为正态分布，正态概 率被设想成为测量系统分析的标准方法。
• 位置变差（准确度） 一个表示准确的通用概念，它涉及一个或多个测量结果
的平均值与一个参考值之间的一致的程度。测量过程必须处于统计控 制状态，否则过程的准确度毫无意义。 • 宽度变差（精密度）
系列 1
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
日期/时间
9/6 9/6 9/6 9/6 9/6 9/6 9/6 9/7 9/7 9/7 9/7 9/7 9/7 9/8 9/8 9/8 9/8 9/11 9/11 9/11 9/11 9/11 9/12 9/12 9/12 9/12 9/12 13 9/13 8:00- 9:00- 10:- 11:00- 13:30- 14:30- 15:30- 8:00- 9:00- 10:00- 11:00- 13:30- 15:30- 10:30- 13:30- 14:30- 15:30- 8:00- 9:00- 10:00- 11:00- 13:30- 8:00- 13:30- 14:30- 15:30- 16:30- 8:00- 9:009:00 10:00 11:00 12:00 14:30 15:30 16:30 9:00 10:00 11:00 12:00 14:30 16:30 11:30 14:30 15:30 16:30 9:00 10:00 11:00 12:00 14:30 9:00 14:30 15:30 16:30 17:30 9:00 10:00
• SPC手册指出MSA是控制图必需的准备工作。
• ISO/TS16949要求，7.6.1 测量系统分析
为分析各种测量系统测量结果中出现的差异,应进行统计 研究。
此要求应适于控制计划中提及的测量系统.所用的分析方 法及
接收准则应符合顾客测量系统分析手册要求.如果得到顾 客批准， 2020/3/30
• 测量系统
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D3=0.000
8
系列 1 R图
系列 2
4
D4=2.115
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 12 13 14 15
16 17 18 19 20
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26 27 28 29 30
--第四版 2006年6月
五大技术手册的关系
01
2
3
45
计划和定义 产品
过程 产品和过程 反馈、
设计和开发 设计和开发 确认 评定和
0
纠正措施
DFMEA PFMEA MSA
1
SPC
2
PPAP
3
4
5
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APQP
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什么是FMEA？
• 一种表格化的系统方法 • 帮助工程师的思维过程 • 确定失效模式及其后果（影响） • 解决问题与预防问题
范围
范围
分布可以通过以下因素来加以区分
位置
分布宽度
范围 形状
或这些因素的组合
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如果仅存在变差的普通原因， 随着时间的推移，过程的输 出形成一个稳定的分布并可 预测。
范围
如果存在变差的特殊 原因，随着时间的推 移，过程的输出不 稳定。
范围
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目标值线 预测
时间
目标值线 预测
• 再现性 传统上，把再现性看作“评价人之间”的变异。定 义为由不同的评价人，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变差。通常指 AV——评价人变差。
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量具重复性和再现性(R&R)的可接 受性准则：
–数值<10%的误差测量系统可接受。 –10%≤ 数 值 ≤ 30% 的 误 差 测 量 系 统 可 接 受 或 不 接 受 ,
• 注：这里统计技术泛指任何可以应用的数理统计 方法，以控制图理论为主。
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SPC的作用
• 1、确保制程持续稳定、可预测。
• 2、提高产品质量、生产能力、降低成本。
• 3、为制程分析提供依据。
• 4、区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部
措
施或对系统采取措施的指南。
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• 稳定性 或称漂移，是测量系统在某一阶段时间内，测量同 一基准或零件的单一特性时获得的测量总变差。换 句话说，稳定性就是偏倚随时间的变化。
• 线性 在设备的预期操作（测量）范围内偏倚的不同被
称 为线性。线性可以被认为是关于偏倚大小的变化
。
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测量系统变差的类型—宽度变差
• 重复性 传统上，将重复性看作“评价人内”变异。它是由 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变差。它是设备本身 固有的变差或性能。重复性一般指仪器的变差（EV ）。事实上，重复性是从规定的测量条件下连续试 验得到的普通原因（随机误差）变差。
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FMEA的目的
• 帮助预防问题发生 • 改进产品的质量、可靠性与安全性 • 降低产品开发时间与成本 • 减少批量投产时的问题 • 提高准时供货信誉 • 实现更经济的生产 • 改进服务 • 书面规定并跟踪减少风险所采取的措施 • 改善内部信息流 • 持续改进
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FMEA的种类
传统上，精密度描述了测量系统在操作范围（大小、量 程和时间）内分辨力、灵敏度和重复性的最终影响。精密度最常用于 描述测量范围内重复测量的预期变差，测量范围也许是大小或时间。
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测量系统变差的类型—位置变差
• 偏倚 – 对同样零件的同样特性，真值（基准值）和观测到 的测量平均值的差值。 – 测量系统的系统误差的测量。
定义
用于对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、
软件及操作人员的集合。
• 测量系统误差分成五种类型：偏倚、线性、稳定性、重复性 和再现性。
• 盲测法
在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测量系统进 行评定的条件下，获得测量结果。
• 基准值
也叫标准值，是一个基准。它可以通过采用更高级别的测量
设备（例如，计量实验室或全尺寸检验设备）进行多次测量 ，取其平均值来确定的。
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计量单位：（mm, kg等）
控制图举例
X图 R图
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测量方法必须保证始终产生准确和精密的结果 不精密
不准确
••••••••
准确
•••••
• ••••
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精密
•••••• •••••
记录单位： 组立
X = 均值X= 173 R= 均值R = 4.3
UCL=
单值（
一个单个的单位产品或一个特性的一次测量，
Individual） 通常用符号 X 表示。
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名称
解释
中心线（Central 控制图上的一条线，代表所给数据平均值。 Line）
链（Run）
控制图上一系列连续上升或下降，或在中心线之上 或之下的点。它是分析是否存在造成变差的特殊原 因的依据。
编制 控制计划
编制 作业指导书
过程验证
持续改进
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FMEA表格讲解
• 另配附件讲解资料和公司实例
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测量系统分析MSA
• 在PPAP手册中规定：对新的或改进的量具、测量和试验 设备应参考MSA手册进行变差研究。
• APQP手册中，MSA为“产品/过程确认”阶段的输出之一 。
名称
过程均值（ Process Average）
极差（Range ）
σ（Sigma）
SPC常用术语解释 解释 一个特定过程特性的测量值分布的位置即为过 程均值，通常用 X 来表示。
一个子组、样本或总体中最大与最小值之差
用于代表标准差的希腊字母
移动极差
（Moving Range)
两个或多个连续样本值中最大值和最小值之差 。
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• 低重于10复%的性误差和—再—测现量系性统的可接接受；受准则
• 10%至30%的误差——根据应用的重要性、量具成本维 修的费用等可能是可接受的；
• 大于30%的误差 ——测量系统需要改进，不可接受。
原因分析
• 如果重复性大于再现性，可能原因如下： ●仪器需要维护；●量具刚度不足；●夹紧和检测点需
决定于该测量系统之重要性, 量具成本、修理所需之 费用等因素，可能是可接受的。 –数值>30%的误差测量系统不能接受, 须予以改进. 进行各种分析发现问题并改正，必要时更换量具或对 量具重新进行调整, 并对以前所测量的库存品再抽查 检验, 如发现库存品已超出规格应立即追踪出货，通 知客户, 协调处理对策。
变差（Variation 过程的单个输出之间不可避免的差别；变差的原因
）
可分为两类：普通原因和特殊原因。
特殊原因（来自百度文库
一种间断性的，不可预计的，不稳定的变差根源。
Special Cause） 有时被称为可查明原因，它存在的信号是：存在超
过控制限的点或存在在控制限之内的链或其它非随
机性的图形。
普通原因（
造成变差的一个原因，它影响被研究过程输出的所
特殊原因：（通常也叫可查明原因）是指造成不是始 终作用于过程的变差的原因，即当它们出现时将造 成（整个）过程的分布改变。只有特殊原因被查出 且采取措施，否则它们将继续不可预测的影响过程 的输出。
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每件产品的尺寸与别的都不同
范围
范围
范围
范围
但它们形成一个模型，若稳定，可以描述为一个分布
• 由于设计缺陷所导致过程失效模式，可 包括在PFMEA内，而它们所带来的影响及 如何避免包含在DFMEA中。
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• 控制计划的P编F制MEA的输出
• 过程特殊特性的确认 • 过程和监控作业指导书（包括检验指导
书）的编制 • 改进过程设计，或更改原有过程设计
生产工艺 流程图
开展 PFMEA
改进； ●零件内变差（失圆-锥度等）过大。 • 5.2.5.3如果再现性大于重复性，可能原因如下： ●评价人培训不足；●刻度不清晰；●需要某种辅助器
具。
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1、什么是SPC
统计过程控制SPC是statistics process control 的字母简写，使用诸如控制图等统计技术来分析 过程及其输出以便采取适当的措施来达到并保持 统计控制状态从而提高过程能力。
X-MR 单值移动极差 图
P chart 不良率 计 管制图 数 nP chart 不 良 数 型 管制图 数 C chart 缺点数 据 管制图
U chart 单位缺 点数管制图
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计量型数据控制图
与过程有关的控制图
人员
设备 环境
材料
方法
过程
结果举例
螺丝的外径（mm） 从基准面到孔的距离（mm） 电阻（Ω） 锡炉温度（ºC） 工程更改处理时间（h）
烤纸“温度”X---R图
滤纸材质：机油格
规范温度：170-175癱
U+CAL=2RX= +A2R = LCL1=75 -A LC2RL== X +A2 R = 170
UCL=D4 R = 9.09
LCL=D3R = 0
X图
机器名称：烤炉
A2=0.577
175 174
173
172
171
1
2
3
4
5
6
7
8
时间
过程控制
范围 不受控
（存在特殊原因）
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受控 （消除了特殊原因）
时间
过程能力
范围
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受控且有能力符合规范 （普通原因造成的变差已减少） 规范下限
规范上限 时间
受控但没有能力符合规范 （普通原因造成的变差太大）
管制图类型
X-R 均值和极差图
计 量 X-S均值和标准差图 型 数 X -R 中位值极差图 据
Common Cause） 有单值；在控制图分析中，它表现为随机过程变差
的一部分。
过程能力 (Pr20o2c0/e3/3s0s
是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界限的距离， 用Z来表示。
变差的普通原因和特殊原因
普通原因：是指过程在受控的状态下，出现的具有稳 定的且可重复的分布过程的变差的原因。普通原因 表现为一个稳定系统的偶然原因。只有过程变差的 普通原因存在且不改变时，过程的输出才可以预测 。