Leveren aan de Automobiel Industrie PPAP en APQP; Een route naar succesvol toeleveren Jan van de Venne HighTech meets Automotive, 21 juni 2012
Waarom vraagt de automobiel Industrie ppm kwaliteit operations yield cumulative 1 97% 97% 2 97% 94% 3 97% 91% 4 97% 89% 5 97% 86% 6 97% 83% 7 97% 81% 8 97% 78% 9 97% 76% 10 97% 74% 15 97% 63% 20 97% 54% 30 97% 40% 40 97% 30% 45 97% 25% rework= 75% operations yield cumulative 1 99% 99% 2 99% 98% 3 99% 97% 4 99% 96% 5 99% 95% 6 99% 94% 7 99% 93% 8 99% 92% 9 99% 91% 10 99% 90% 15 99% 86% 20 99% 82% 30 99% 74% 40 99% 67% 45 99% 64% rework= 36% operations yield cumulative 1 99.9997% 99.9997% 2 99.9997% 99.9993% 3 99.9997% 99.9990% 4 99.9997% 99.9986% 5 99.9997% 99.9983% 6 99.9997% 99.9980% 7 99.9997% 99.9976% 8 99.9997% 99.9973% 9 99.9997% 99.9969% 10 99.9997% 99.9966% 15 99.9997% 99.9949% 20 99.9997% 99.9932% 30 99.9997% 99.9898% 40 99.9997% 99.9864% 45 99.9997% 99.9847% rework= 0.02% 2
Kwaliteit in de automobiel industrie Car Manufacturer Volvo Gent, 1999 EFQM and TPM Excellence Winner 3
Kwaliteit in de automobiel industrie Assembly Cell Glass wall, in their meeting corner, covering all relevant processes & responsibilities. 4
Kwaliteit in de automobiel industrie Each group member has taken responsibility to monitor performance of a specific process and display the results on their glass wall supporting excellence 5 5
Reject level --> Kwaliteit in volume productie ppb ppm % Product control Where are you AQL PPAP Process control Ford Q1, QS9000 C pk > 1.67 P pk > 1.67 Design Control APQP ISO/TS 16949 6s Cp > 2.00 Time --> 6
FORD, grondleggers van massaproductie en bijbehorende kwaliteitssystemen Start massa productie: 30- er jaren Kwaliteit systemen: 70-er jaren: Ford Q101, 90-er jaren: Q-101 wordt uitgebreid naar QS-9000 Een kwaliteits systeem voor toeleveranciers aan de automobiel industrie. Henry Ford with Model T in Buffalo, NY, 1921 2002: QS9000 is opgevolgd door ISO/TS 16949. 7
Interesse in Variatie Walter Andrew Shewhart, de vader van Statistische Process Beheersing. Quote van Wikipedia: When Dr. Shewhart joined the Western Electric Company Inspection Engineering Department at the Hawthorne Works in 1918, industrial quality was limited to inspecting finished products and removing defective items. That all changed on May 16, 1924. Dr. Shewhart's boss, George D. Edwards, recalled: "Dr. Shewhart prepared a little memorandum only about a page in length. About a third of that page was given over to a simple diagram which we would all recognize today as a schematic control chart. That diagram, and the short text which preceded and followed it, set forth all of the essential principles and considerations which are involved in what we know today as process quality control." [1] Shewhart's work pointed out the importance of reducing variation in a manufacturing process and the understanding that continual process-adjustment in reaction to non-conformance actually increased variation and degraded quality. 8
AIAG is the catalyst for peak performance to establish a seamless, efficient and responsible supply chain. www.aiag.org Non-profit organisatie Publiceert standaarden: o.a. : APQP: Advanved Product Quality Planning PPAP: Production Part Approval Process Organiseert training programma s, conferenties etc. 9
Product & Process kwaliteit in uw rol van een producent - toeleverancier PPAP Business Ontwikkeling & Programmering Technologie Ontwikkeling Voorontwikkeling Product & Process ontwikkeling Pilot productie; Massa productie; Supply Chain uitv. Toelevering aan de klant Hoe ver rijkt uw arm, Hoe garandeert U kwaliteit in iedere situatie 10
PPAP: een Production Part Approval Process Kern van PPAP: Specificaties worden begrepen 1 e serie producten voldoen aan de specificaties Het maak-proces is aantoonbaar instaat deze specificaties blijvend te realiseren Een productie proces control plan en een management kwaliteit systeem verzekeren dat geen enkel product de klant kan bereiken dat niet voldoet aan overeengekomen specificaties of dat enig risico kan veroorzaken voor de veiligheid en reliability van de te maken auto s. 11
Elementen van het Production Part Approval Process Enkele van de 18 elementen. Product Design tekeningen, spec s, CTQ s Meetsysteem evaluatie; Pilot productie resultaten: productie capability, Cp aangetoond Design FMEA beoordeeld; Process FMEA uitgevoerd Control plan Resultaten 12
Elementen van het Production Part Approval Process Definieer kritische en niet kritische product parameters op basis van overeengekomen specificaties van product design Definieer kritische Process parameters op basis van Process kennis, een Process Flow diagram incl. product proces machine relaties Process Flow is de basis Statistical Process Control: Bepaal voor alle process stappen, wat te meten, Product Process Materiaal hoe te meten, frekwentie van meten, Bepaal type control kaart, maak OCAP s, SOP s Definieer kritische Process parameters op basis van een risico analyse: Een Process FMEA Voer process capability studies voor product process materiaal Parameters. Hiermee kan aangetoond worden dat overeengekomen specificasties gerealiseerd kunnen worden conform overeengekomen kwaliteitsniveau. 13 Vervolgens: Maak process control plan, Verzeker dat voor alle kritische parameters En detailleer plan op basis van gecalibreerde meetapparatuur beschikbaar is, parameter capabilities en dat een meetsysteem analyse, MSA / GR&R, aantoont dat herhaalbaar & reproduceer gemeten kan worden.
POTENTIAL 1 FMEA Number FAILURE MODE AND EFFECTS ANALYSIS (PROCESS FMEA) Page of Item 2 Process Responsibility 3 4 Prepared By Model Year(s)/Vehicle(s) 5 Key Date 6 7 FMEA Date (Orig.) Core Team 8 22 S C O D R. Action Results Process Function Potential Failure Potential Effect(s) E L Potential Cause(s)/ C E P. Recommended Responsibility Actions S O D R. 9 Requirements 10 11 Mode 12 of Failure 16 V A 18 Mechanism(s) 19 of C Current 21 Process Control T N. Action(s) & Target Taken E C O P. 14 S Failure 20 U E Completion Date V C T N. 13 15 S R C 17 Elementen van het Production Part Approval Process (2) Develop Detailed Process Flow Charts List Each Detailed Step and relevant parameters in the Process # Eerste Pilot Resultaten Collect Data List Potential Failure Modes, Effects, Causes, Controls and Actions PFMEA Capability studies Control Plans SPC Collect Data Werkinstructies Develop Process Controls & Checking Devices # Instructions Reaction Plans 14
Severity Classification Occurrence Detection MegaFuse Holder Process/Item : Block heating in oven and Press process Model Year (s)/ Wetering, pr Process Marc Valentijn Program(s) : Responsibility : Core Team : William Peijnenburg, Marc Valentijn, Mireia Blanco Mantecon Doc Owner: Marc Valentijn Key Date : Process Step/ Function 1 Blok Heating in Oven 1.1 Place 2 ingots on top of chain in oven entrance automatically 1.2 Heat up ingots homogeniously during automatic transport inside oven by gas heating 1.3 transport ingot from overeit to pickup position by dropping, and guidance to.. Requirement horizontal position in chain,,, mm from centre?.. in case specified: empty row in chain to reduce load. temperature block at outside, at exit of furnace to be.. oc; ( specified); at exit of furnace so fer, no temperature profile defined. Temperature homogenuity, centre temp. -max X?? oc from outersurface temperature Max time from exit over to pickup.. Sec Potential Failure Mode i.e. not meeting process specifications to much, to little w.r.t. spec, intermittent? Different behaviour. horizontal position/separartion bigger.. Mm no empty space Temperature too low temperature too high Inhomogenious temperature, centre too low temp. time too long from overexit too pickup time too short Potential Effect(s) of Failure Effect on next upw ards level requirement up to effect on desired function up to effect to consumer of product Potential Failure Mode and Effects Analysis (Process FMEA) Current Process Controls Controls Prevention Detection a method w hich a method w hich prevents the failure detects the failure mode from mode w hen it happens happening before moving to next process step inhomogenious heating, stopper wrong set 10 temparature at furnace end out spec cycle time blockheating disturbed, causing irregular release of heated blocks at furnace end, causing delay, causing nor able to process block due to temp decrease due to waiting time Too many blocks on chain, causing insufficiend heating per block, causing temperature drop ingot at exit. No pres cycle, block = reject in process but can be reused., productivity loss Pressedbut temp low, causing high press pressures, causing uncontrolled press process, dimensions out of control Ingot cools down causing uncontrolled press process or even ingot reject. unable too process ingots sequencial, too many available in certain time frame; causing reject ingots due to waiting time causing cooling down. Potential (Root) Cause(s) of Failure 5 times w hy, dow nw ards along requirements; effect due to. Due to due to... stopper wrong set no sychronisation between pushing block and chain speed/ chain position more than specified loaded on chain, due to no empty rows, due to lack of synchronisation of pusher and chainspeed Wat zijn de kritische maten, Vanuit klanten functie, en!! Vanuit productie risico s Process FMEA, AIAG versie 4! Vanuit Process Flow Diagram Vanuit functioneel denken!! GR&R 15 15
PFD: Process Flow Diagram, noodzakelijke voorbereiding voor een P-FMEA X, de proces condities die de output parameter Bepalen. Y = f (X1, X2, X3,.. Y = De product spec s die in de proces stap gerealiseerd worden 16
Severity Classification Occurrence Detection RPN Severity Occurrence Detection RPN PFMEA: Process Function / Requirement Potential Failure Mode and Effects Analysis (Process FMEA) COMPLETE please FILL-IN number Finally: Specifications belong in the PCP not the Process/Item : FMEA Version : Model Year (s)/ Process Page: of Program(s) : Responsibility : Core Team : PFD Prepared or by: PFMEA Key Date : FMEA Date (Orig.) : Process step and intended function Do this. With this. To this. Requirement finally files only on control plan Potential Failure Mode i.e. not meeting process specifications to much, to little w.r.t. spec, intermittent? Different behaviour. Potential Effect(s) of Failure Effect on next process, final process result or consumer requirement of product/service Potential (Root) Cause(s) of Failure 5 times w hy, dow nw ards along requirements; effect due to. Due to due to... Controls Prevention a method w hich prevents the failure mode from happening Current Process Controls Detection a method w hich detects the failure mode w hen it happens Recommended Action Responsibility & Target Completion Date Actions Taken Completion Date Action Results Identify the Process with its Functions and Requirements Process: description of the process operation Function: what the process must do Requirements: product / process specifications A process operation may have multiple functions Process Functions (from the Operation Description column in the PFD) are listed separately and analyzed individually in the FMEA 17
Severity Classification Occurrence Detection RPN Severity Occurrence Detection RPN PFMEA: Identify Potential Failure Modes Potential Failure Mode and Effects Analysis (Process FMEA) COMPLETE please FILL-IN number Process/Item : FMEA Version : Model Year (s)/ Program(s) : Core Team : Process Responsibility : Key Date : Page: Prepared by: FMEA Date (Orig.) : of Process step and intended function Do this. With this. To this. Requirement finally files only on control plan Potential Failure Mode i.e. not meeting process specifications to much, to little w.r.t. spec, intermittent? Different behaviour. Potential Effect(s) of Failure Effect on next process, final process result or consumer requirement of product/service Potential (Root) Cause(s) of Failure 5 times w hy, dow nw ards along requirements; effect due to. Due to due to... Controls Prevention a method w hich prevents the failure mode from happening Current Process Controls Detection a method w hich detects the failure mode w hen it happens Recommended Action Responsibility & Target Completion Date Actions Taken Completion Date Action Results Determine the functional failures that could occur for each process and function. The inability of an item to perform a specific function within the specified limits. Failure to perform a function. Over achieve or under achieve the function Poor performance (degraded or intermittent) of the function. Performing an unintended function. 18
Control: Implementatie van SPC Statistische & technische proces controle. 19 Pilot productie resultaten: Een meettabel voldoet niet!! productie capability, Cp aangetoond
Product & Process kwaliteit in uw rol van een co-designer - toeleverancier APQP PPAP Business Ontwikkeling & Programmering Technologie Ontwikkeling Voorontwikkeling Product & Process ontwikkeling Pilot productie; Massa productie; Supply Chain uitv. Toelevering aan de klant Hoe ver rijkt uw arm, Hoe garandeert U kwaliteit in iedere situatie PPAP wordt deel van een grotere scope! 20
APQP: een ontwikkelproces met (wederzijdse) verantwoordelijkheden en resultaat verplichtingen Kern van APQP: Advanced Product Quality Planning 21
Kern van APQP: een ontwikkelproces met (wederzijdse) verantwoordelijkheden en resultaat verplichtingen ADVANCED: proactieve kwaliteitsplanning zowel met betrekking tot product ontwikkeling, het design alsook met betrekking tot proces ontwikkeling, industrialisatie Proactieve feedback naar de automotive klant voor elke ontwikkelfase, mijlpalen benadering met review structuur Ontwikkeling vindt plaats binnen gespecificeerde product & proces capabiliteit, aandacht voor variatie ; nul uur kwaliteit, aandacht voor levensduur kwaliteit, reliability. Industrialisatie: Een productie proces control plan en een management kwaliteit systeem verzekeren dat geen enkel product de klant kan bereiken dat niet voldoet aan overeengekomen specificaties of dat enig risico kan veroorzaken voor de veiligheid en reliability van de te maken auto s. 22
Kern van APQP: analoog aan de proactieve QFD benadering: The houses of Quality, 23
Elementen van Advanced Product Quality Planning Klanten wens, de functionele specificaties worden begrepen en omgezet naar technische, design, specificaties. Maakbaarheid wordt aangetoond door capabiliteit voorspellingen Risico analyse d.m.v. Design en Proces FMEA s, gevolgd door aantoonbare risico voorkomende acties. Verificatie resultaten, Ppk s, (tegen technische spec s) en validatie (tegen functionele spec s) Ppk s. Verificatie van resultaten tegen reliability spec s. (Call Rate?, MTTF?, B0.1? ) Een productie proces control plan en een management kwaliteit systeem verzekeren dat geen enkel product de klant kan bereiken dat niet voldoet aan overeengekomen specificaties of dat enig risico kan veroorzaken voor de veiligheid en reliability van de te maken auto s. 24
De 5 Fasen van Advanced Product Quality Plan and Define Program Product Design and Development Verification Process Design and Development Verification Product and Process Validation Launch, Feedback, Assessment & Corrective Action 25
APQP: een ontwikkelproces, analoog aan de proactieve Design for X Sigma benadering Define: Identify: Design: Optimize: Verify: De uitdaging, de CTQ, de gevraagde functionele specificatie. Identificeer de Voice of the customer, maak dit meetbaar. Ontwikkel concepten en voorspel de potentiele performance. Op basis van inzicht verbetervoorstellen invoeren. Valideer en Verifieer de performance van de pilot. 26
De Overdrachtsfunctie X Constante Parameters Design factoren X X Y = f (X) Y s = System Specificatie Noise, Ruis ; Niet controleerbare Parameters Power vragen: Welke factoren X beinvloeden Y, in welke mate? Kan ik Y voorspellen, op basis van kennis van de X-en 27
28
29
Kern van APQP: een ontwikkelproces met (wederzijdse) verantwoordelijkheden en resultaat verplichtingen ADVANCED: proactieve kwaliteitsplanning zowel met betrekking tot product ontwikkeling, het design alsook met betrekking tot proces ontwikkeling, industrialisatie Proactieve feedback naar de automotive klant voor elke ontwikkelfase, mijlpalen benadering met review structuur Ontwikkeling vindt plaats binnen gespecificeerde product & proces capabiliteit, aandacht voor variatie ; nul uur kwaliteit, aandacht voor levensduur kwaliteit, reliability. Industrialisatie: Een productie proces control plan en een management kwaliteit systeem verzekeren dat geen enkel product de klant kan bereiken dat niet voldoet aan overeengekomen specificaties of dat enig risico kan veroorzaken voor de veiligheid en reliability van de te maken auto s. 30
PPAP: Maak en laat zien dat je het beheerst Maak en laat zien dat risico s geëlimineerd zijn APQP: Ontwikkel concepten en Voorspel de potentiele performance, Vervolgd door pilot met PPAP elementen. 31
Contactgegevens Jan van de Venne: jan.van.de.venne@holland-innovative.nl Holland-Innovative: Angelique van de Leur Sales Representative 040 851 4611 angelique.van.de.leur@holland-innovative.nl info@holland-innovative.nl Voor meer informatie: www.holland-innovative.nl 32