PPAP: “Product Part Approval Process” und “Digital PPAP”
Sie erhalten mit diesem Artikel einen umfassenden Überblick zum PPAP Verfahren und der Nachweisführung und Anwendung in der Praxis und was sich hinter “Digital PPAP” verbirgt. Es ist zum einen ein notwendiges Instrument der OEM-Hersteller, um Vertrauen in Produktlieferanten und ihre Produktionsprozesse zu schaffen. Es gehört zum Produktentstehungsprozess. Zum anderen verfolgen mit PPAP das Ziel, die Risiken vor der Freigabe eines Produkts oder einer Dienstleistung formell und teamorientiert mithilfe etablierter Instrumente und Techniken zu reduzieren.
Überblick Einordnung von PPAP
Grundsätzliches zu PPAP
PPAP ist der Nachweis- und Genehmigungsprozess für Produktionsteile. Es beinhaltet die grundlegenden Forderungen für die Bemusterung aller Produktions- und Ersatzteile und entspricht dabei dem PPF-Verfahren (Produktionsprozess und Produktfreigabe – auch PPF genannt). Während PPF nach den Vorgaben der deutschen Automobilindustrie (VDA Band 2) umgesetzt wird, richtetet sich PPAP nach der amerikanischen Arbeitsgruppe für Lieferanten-Qualitätsforderungen (AIAG = Automotive Industry Action Group). Es besteht aus 5 Levels und 18 einzigartigen Elementen, die dazu beitragen, Vertrauen in die Produktionsprozesse und die Gesamtqualität des Produkts eines Lieferanten aufzubauen.
Das PPAP-Verfahren wird logischerweise hauptsächlich in der Automobilindustrie auf Basis der Industrienormen IATF 16949:2016 und ISO 9001:2015 angewendet. Ursprünglich entwickelte es die AlAG (Automotive Industry Action Group) im Jahr 1993 in Zusammenarbeit mit den „Big 3“, Ford, Chrysler und GM. Die die neueste Version des PPAP ist die 4. Auflage des AlAG, die am 1. Juni 2006 in Kraft getreten.
Es gibt neben PPAP auch das FAI (First Article Inspection) Verfahren. Wann wird ein PPAP und wann ein FAI durchgeführt?
Werden beide am Lieferantenstandort durchgeführt oder wo werden sie durchgeführt und wer ist dafür verantwortlich (sowohl für PPAP als auch für FAI)?
Betrachten wir nur die CtQ-Bemaßungen auf der Zeichnung oder alle Dimensionen (für PPAP und FAI)?
Was ist, wenn eine bestimmte CtQ-Dimension die Anforderung nicht erfüllt (sowohl für PPAP als auch für FAI). Was sind die notwendigen Maßnahmen?
Was passiert, wenn eine bestimmte Nicht-CtQ-Dimension die Anforderung nicht erfüllt (sowohl für PPAP als auch für FAI). Was sind die notwendigen Maßnahmen?
Gibt es eine Stichprobengröße für das Los, an dem PPAP und/oder FAI durchgeführt werden?
Alle relevanten Normen speziell für die Luft- und Raumfahrtindustrie (für PPAP und FAI)
PPAP hat sich aber auch inzwischen weit über die Automobilindustrie hinaus in vielen verschiedenen Branchen durchgesetzt, wie z.B. der Elektroindustrie (meist entlang IATF 16949:2016), Schiffbau (ISO 30005:2012) oder Luft- , Raumfahrt- und Verteidigung (Bemusterung, DIN EN 9102).
Wann ist PPAP erforderlich?
Gründe für PPAP
Wenn ein OEM dies verlangt. Der OEM kann diese jederzeit anfordern. In der modernen Automobilindustrie gilt PPAP als zwingend erforderlich. Hier einige Beispiele, wann PPAP erforderlich ist.
Neuer Lieferant: Der OEM verpflichtet den neuen Lieferanten PPAP einzusetzen, um durch denselben standardisierten Genehmigungsprozess zu führen, den sein Vorgänger durchlaufen musste.
Entwicklung von Neuteilen: Hierbei müssen normalerweise alle 18 Anforderungen der PPAP-Vorlage erfüllt werden.
Design- oder Prozessänderungen: Das PPAP befasst sich mit der ordnungsgemäßen Genehmigung dieser Änderungen vor der Montage/dem Prozess der nächsten Stufe.
Technische Änderungen: Dokumente zu technischen Änderungen und zur „Process Failure Mode and Effects Analysis“ (Prozessfehler, Möglichkeits- und Einfluss-Analyse; PFMEA) sind besonders wichtig, um Risiken zu minimieren.
Mangelnde Kompatibilität bei früheren Vorlagen und Korrekturbedarf: Die vollständige Dokumentation von Korrekturmaßnahmen (und Abweichungsmessungen) ermöglicht es, alle Korrekturmaßnahmen und Fehler an ihren Konstruktionseingaben nachzuverfolgen und das Problem bei der nächsten Vorlage zu vermeiden.
Produktionsstart an einem neuen Standort: Das PPAP stellt sicher, dass bei dem Wechsel die richtigen Informationen und Daten zur Verfügung stehen, um die Teilekonformität aufrechtzuerhalten.
Um den Einsatz entsprechender Werkzeuge und Messmittel zu dokumentieren (Transfer, Ersatz, Aufarbeitung oder zusätzliche Werkzeuge und Messmittel)
Was sind die 5 Vorlagestufen des PPAP - Part Submission Warrant (PSW)?
Dies ist die Vereinbarung zum Umfang. Sie sind eine Art „Container“ für die unterschiedlichen Anforderungen.
Die 5 Stufen unterscheiden sich im Umfang der Bemusterung:
Teilevorlagenbestätigung - Part Submission Warrant (PSW) …
PSW wird dem Kunden vorgelegt.
mit Musterteilen und eingeschränkte unterstützende Daten.
mit Musterteilen und umfassende unterstützende Daten.
und andere Forderungen, wie sie vom Kunden festgelegt wurden.
mit Musterteilen und vollständige unterstützende Daten stehen am Produktionsstandort des Lieferanten für eine Bewertung zur Verfügung.
Was sind die 18 Elemente und Anforderungen des PPAP?
In den Vorlagestufen kommen jeweils dazugehörige Anforderungen aus dieser Liste zur Anwendung.
Hinweis: Für jede Stufe ist eine vollständige APQP gemäß den Anforderungen des Kunden erforderlich. Die PPAP-Stufe gibt lediglich an, welche Elemente Sie einreichen und welche Sie an Ihrem Standort aufbewahren.
-
Diese meist in Form eines CAD Modells (2D o. 3D), das entweder vom Kunden mit der Bestellung (PO) oder vom Lieferanten erstellt wird
Wenn der Lieferant für die Konstruktion verantwortlich ist, ist dies eine freigegebene Zeichnung im Freigabesystem des Lieferanten
Häufig muss nachgewiesen werden, wo die Designaufzeichnungen, wie CAD/CAM-Berechnungsdaten, Teile-Zeichnungen oder Spezifikationen in einem elektronischen Datenformat, z B. als rechnergestützte Daten vorliegen.
Es gibt Fälle, in denen wird heute noch ein Ausdruck verlangt, um die durchzuführenden Messungen ausweisen zu können.
Im Rahmen der Designaufzeichnung verweisen einige OEMs auch auf andere zugehörige Dokumente, die zur Designaufzeichnung gehören.
-
Der Lieferant muss alle vereinbarten Designänderungen schriftlich vorweisen können, die noch nicht in die Designunterlagen aufgenommen wurden, aber schon in das Produkt, Teil oder Werkzeug eingeflossen sind.
Diese Dokumente werden auch “Authorized Engineering Change Documents”.
oder als "Engineering Change Notice (ECN)" bezeichnet.
Hierzu dienen häufig auch Gesprächsprotokolle, Telefonnotizen mit Angabe der Gesprächspartner, Gesprächsdaten und deutlichen Bezug auf die Teilenummer
-
Der Kunde erhält Musterteile, die ihm vorab zur Verfügung gestellt werden, damit er seine ersten Tests durchführen kann. Dies erfolgt vor der Erstellung der PPAP. Es ist möglich, dass der Kunde zusätzliche technische Freigaben benötigt.
Dies erfolgt vor der Erstellung der PPAP. Möglicherweise fordert der Kunde zusätzliche technische Freigaben.
Häufig wird dies in den Anforderungen auch “Customer Engineering Approval” genannt.
-
Dies ist eine Kopie der DFMEA, die vom Lieferanten und Kunden geprüft und genehmigt wurd
Der Konstrukteur ist verantwortlich für (DEMEA)
Dies nur gilt, wenn der Lieferant die Verantwortung für das Design trägt.
Die, wörtlich übersetzt “Konstruktionsfehlermöglichkeits- und -einflussanalyse”, DFMEA ist die Anwendung der Grundsätze der “Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse” (FEMA), die jedoch speziell auf die Konstruktionsphase des Prozesses ausgerichtet ist.
Das Grundkonzept der DFMEA besteht darin, zu verstehen, wo das Produktdesign versagen könnte. Die DFMEA-Methode ermöglicht es dem Konstruktionsteam, vor der Fertigstellung des Entwurfs zu dokumentieren, was es über die Fehlermöglichkeiten eines Produkts weiß und vermutet, und diese Informationen dann zu nutzen, um die Fehlerursachen zu beseitigen oder abzuschwächen, Im Idealfall wird die DFMEA bereits in den frühesten Stadien der Konzeptentwicklung eingesetzt und kann dann dazu beitragen, konkurrierende Entwürfe auszusortieren und neue, robustere Konzepte zu entwickeln.
-
Der Lieferant muss ein im lieferanten-spezifischen Format erstelltes Prozessflussdiagramm (PFD) vorweisen können. Dieses muss alle Schritte und die Abfolge des Prozesses in angemessenem Umfang beschreiben.
Detailierte Informationen bietet hierzu das Referenzhandbuch “Advanced Product QualityPlaning and Control Plan (APQP)“ der QS9000.
Prozessflussdiagramme für „Produktfamilien“ ähnlicher Teile sind akzeptabel, wenn die neuen Teile auf Übereinstimmung geprüft wurden.
Ein Prozessflussdiagramm beinhaltet unter anderem Prozessschritte, Prüfschritte, Transport, Zwischen- u. Endlagerung.
-
Die Prozess-FMEA, zu Deutsch “Prozess-Fehlermöglichkeits- und Einfluss-Analyse”, folgt den Schritten des Flussdiagramms und gibt an, was während des Betriebs und der Montage jeder Komponente bis zur Auslieferung des Produkts schiefgehen könnte.
Die Prozess-FMEA baut auf der Design-FMEA auf.
Prozess-FMEA sollte mit einem Fertigungsablauf-Diagramm begonnen werden. Hierin sind alle Produktmerkmale aufgelistet, die in den einzelnen Operationen hergestellt werden. Das Auffinden von Folgen möglicher Fehler und die Einschätzung der Bedeutung von Fehlern können bei Bedarf in der entsprechenden Design-FMEA bzw. System-FMEA eingesehen werden.
-
Der Kontrollplan (Messprotokollergebnisse)folgt den PFMEA-Schritten und liefert weitere Details darüber, wie die potenziellen Probleme im eingehenden Qualitäts- und Montageprozess oder während der Inspektionen der fertigen Produkte bis zum ausgelieferten Endprodukt überprüft werden.
Der Lieferant muss den Nachweis führen, dass Verifizierungen von Messungen gemäß denForderungen der Designaufzeichnungen und des Prüfplans („Control Plan“) durchgeführt wurden, und nachweisen, dass die Ergebnisse mit den spezifizierten Forderungen übereinstimmen.
Häufig werden Formblätter, wie Messbericht Anlage 2 (VDA) oder „Dimensional Results“ (QS9000) hierfür genutzt.
-
Die Messsystemanalyse (MS) enthält in der Regel die Gage R§R-Studie für kritische oder besonders wichtige Merkmale.
Sie bestätigt, dass das Messsystem (ein Instrument und ein Bewerter) diese Merkmale des Produkts messen kann.
-
Eine Liste aller Maße, die auf der Ballon Zeichnung vermerkt sind.
Diese Liste zeigt das Produktmerkmal, die Spezifikation, die Messergebnisse und die Bewertung, ob diese Dimension "ok" oder "nicht ok" ist.
-
a. Eine Zusammenfassung aller an dem Teil durchgeführten Prüfungen.
b. Diese Zusammenfassung erfolgt in der Regel in Form eines sogenannten DVP&R (Design Verification Plan & Report), übersetzt - Entwurfsprüfungsplans und -berichts, in dem jede einzelne Prüfung, wann sie durchgeführt wurde, die Spezifikation, die Ergebnisse und die Bewertung bestanden/nicht bestanden aufgeführt sind.
c. Der DVP&R wird sowohl von den Kunden als auch von den Lieferanten überprüft und abgezeichnet.
d. Darüber hinaus werden in diesem Abschnitt alle Materialzertifizierungen (Stahl, Kunststoffe, Beschichtungen usw.) aufgeführt, wie auf dem Druck angegeben.
-
In der Regel werden in diesem Abschnitt alle SPC-Karten (Statistical Process Control) angezeigt, die die kritischsten Merkmale betreffen.
Damit soll nachgewiesen werden, dass kritische Prozesse eine stabile Variabilität aufweisen und in der Nähe des vorgesehenen Nennwerts ablaufen.
Sie wird auch als Prozessfähigkeitsstudie bezeichnet.
-
Kopie aller Laborzertifikate der Laboratorien, die die gemeldeten Tests durchgeführt haben.
Erforderlich sind auch alle Kalibrierungszertifikate für alle Messgeräte und Prüfmittel.
-
· Eine Kopie des vom Kunden unterzeichneten Formulars AAR (Appearance Approval Report).
· Gilt nur für Bauteile, die das Aussehen beeinflussen und vom Kunden verlangt werden.
-
Ein Muster aus demselben Los der ersten Produktionsserie.
Auf der PPAP-Verpackung ist in der Regel ein Bild des Musters abgebildet und angegeben, wo es aufbewahrt wird.
-
Ein vom Kunden und Lieferanten abgezeichnetes Muster, das in der Regel zur Schulung von Bedienern für subjektive Inspektionen verwendet wird.
Nach dem festgelegten Intervall sollte die Urmusterprobe in regelmäßigen Abständen ersetzt und vom Kunden genehmigt werden.
-
Bei Spezialwerkzeugen für die Prüfung von Teilen enthält dieser Abschnitt ein Bild des Werkzeugs und Kalibrierungsprotokolle, einschließlich eines Maßberichts des Werkzeugs.
-
Jeder Kunde kann spezifische Anforderungen haben, die in den PAP aufgenommen werden müssen.
Im Allgemeinen sollte es sich um die Länge, Breite, Höhe, das Gewicht, GSM oder einen anderen technischen Wert handeln, der von dem Produkt abhängt.
-
Hierbei wird das gesamte PPAP zusammenfasst.
Es enthält den Grund für die Einreichung (Konstruktionsänderung, jährliche Revalidierung usw.) und zeigt den Umfang der dem Kunden vorgelegten Daten/Dokumente.
Dazu gehören auch die Ergebnisse der Eingaben zu allen Zeichnungs- und Spezifikationsanforderungen
PPAP-Genehmigungsstatus:
Genehmigt/Freigabe
“Das Teil erfüllt alle Anforderungen des Kunden” und “Der Lieferant ist berechtigt, Produktionsmengen des Teils zu liefern”.
Vorläufig genehmigt/bedingte Freigabe
Dies ermöglicht den Versand des Teils auf Basis einer begrenzten Zeit oder Stückzahl. Die Fehlerursachen müssen ermittelt werden, der Maßnahmenplan muss dem OEM vorgelegt werden und die neue Bemusterung muss durchgeführt werden
Abgelehnt
Das Teil entspricht nicht den Anforderungen des Kunden, die Fehlerursachen müssen ermittelt, der Maßnahmenplan muss dem OEM vorgelegt und die neue Bemusterung muss durchgeführt werden
Was sind die Vorteile des PPAP-Einsatzes?
Kurz zusammengefasst, minimiert PPAP das Risiko, dass etwas schiefgeht und Korrekturmaßnahmen ergriffen werden müssen. Eine gründliche Bewertung der Produktionsprozesse, einschließlich der Geschwindigkeit und der Qualitätsleistung, verhindert Teileengpässe und Qualitätsprobleme.
Am Ende kommt dies sowohl den Lieferanten als auch den OEMs zugute. Es ermöglicht eine reibungslose Markteinführung neuer Produkte, auf die alle Beteiligten stolz sein können.
Die Nachweise und der Nachweisprozess tragen zur Wahrung der Designintegrität bei
Die frühzeitige Identifizierung von Problemen zur Lösung
PPAP reduziert die Garantiekosten und verhindert die Kosten für schlechte Qualität,
unterstützt bei der Verwaltung von Lieferantenwechseln, verhindert die Verwendung von nicht zugelassenen und nicht konformen Teilen, identifiziert Lieferanten, die mehr Entwicklung benötigen und verbessert die Gesamtqualität des Produkts und die Kundenzufriedenheit
Wie hoch ist der Aufwand für PPAP?
Die Anwendung von PPAP kann ein sehr zuverlässiges Werkzeug sein, es sei denn viele PPAP-Prozesse werden noch manuell erledigt (Dokumente nicht maschinenlesbar als pdf, Excel, Kommunikation via E-Mail). Dann steigt Aufwand für Organisation und Dokumentation des PPAP-Verfahrens und es kann dazu führen, dass die Lieferung von technischen Teilen sich verzögert oder schon zum Serienstart defekte Teile produziert werden.
Was bedeutet das?
In vielen Fällen müssen die Lieferanten interne Dokumente erstellen oder mühselig nach Vorlagen suchen, die dann veraltet oder lückenhaft sind. Des Weiteren wird häufig noch ein Ablagesystem eingerichtet, um die Zusammenarbeit innerhalb des Unternehmens zu ermöglichen und um den Überblick zu behalten. Oft wird hierbei Software verwendet, die das Zusammenarbeiten mit Dokumenten erleichtern soll (z.B. Sharepoint, Excel, Word, pdf ...) und am Ende jedoch zu Daten-Silos führt.
Wenn ein OEM Dokumente bei seinen Lieferanten anfordert, erwartet er schnell eine Antwort. Die Antwortzeit des Lieferanten kann darüber entscheiden, ob er ihn auswählt oder einen anderen Lieferanten beauftragt. Oder wenn z.B. das Qualitätsmanagement Team des OEM die PPAP-Dokumentation des Lieferanten sehen möchte, muss der Lieferant gegebenenfalls alles mühsam zusammensuchen. Hierbei steigt die Wahrscheinlichkeit, dass etwas bemängelt wird. Der Lieferant könnte sogar angemahnt werden, weil das Quality Management mangelhaft ist. Idealerweise haben Lieferanten alle wichtigen Daten jederzeit zur Hand und werden von Anfang an positiv wahrgenommen.
Der Aufwand kann durch eine cloudbasierte Plattform gesenkt werden, wenn OEMs und idealerweise alle Lieferanten der gesamten Lieferkette die Plattform gemeinsam nutzen. Die Kostensenkung kann für alle Beteiligten enorm sein - bei stark steigender Transparenz, was zu weniger Fehlern führt.
Beispiel für die Reduzierung von Aufwand durch PPAP Digitalisierung mit einer Supply Chain Collaboration Plattform - in diesem Fall material.one. Auszug aus dem Studienbericht “Das Potenzial der digitalisierten Bemusterung”
Fazit:
PPAP ist ein notwendiges Instrument der OEM-Hersteller, um Vertrauen in Produktlieferanten und deren Produktionsprozesse aufzubauen und Risiken zu reduzieren. Es ist wichtig, um die Kommunikation zwischen Lieferanten und OEMs zu unterstützen und eine hohe Teilequalität in der Produktion zu erreichen. Es wird in verschiedenen Situationen benötigt, wie z.B. bei der Einführung neuer Lieferanten, bei der Entwicklung von Neuteilen oder bei Design- und Prozessänderungen.
Die Vorteile des PPAP-Einsatzes liegen in der Minimierung von Risiken und der Vermeidung von Qualitätsproblemen. Es trägt zur Wahrung der Designintegrität bei, reduziert Garantiekosten und verbessert die Kundenzufriedenheit. Der Aufwand für PPAP kann jedoch hoch sein, insbesondere wenn die Prozesse noch manuell durchgeführt werden. Die Digitalisierung des PPAP-Verfahrens kann den Aufwand reduzieren und die Zusammenarbeit zwischen Lieferanten und OEMs verbessern.
Ein Use-Case für die digitale Umsetzung des PPAP-Verfahrens mit einer plattformübergreifende "Supply Chain Collaboration Plattform" ist der Einsatz der material.one Plattform bei Mercedes-Benz Cars. Diese Plattform dient als zentrale Verbindung zwischen Lieferanten, Sublieferanten, Laboren und Mercedes-Benz zur Digitalisierung der werkstofflichen Bemusterung. Zusätzlich steht der Studienbericht “Das Potenzial der digitalisierten Bemusterung” hier zur Verfügung”
Use Case - Digital PPAP Material bei Mercedes-Benz
Die Digitalisierung des werkstofflichen Bemusterungsprozesses durch material.one, einer plattformübergreifenden "Supply Chain Collaboration Plattform" im Beispiel von Mercedes-Benz Cars. Die Plattform dient als zentrale Verbindung zwischen allen beteiligten Parteien: Lieferanten, Sublieferanten, Laboren und Mercedes-Benz.
Hier geht es zum Mercedes-Benz Use Case Artikel: Mehr erfahren
Weitere Artikel lesen
Unsere Artikel geben Managern im Bereich Qualität, Produktion und Labor wertvolle Einblicke, um die digitale Transformation im eigenen Unternehmen erfolgreich voranzutreiben
Mehr über material.one
Mit material.one können alle Teilnehmer standardisiert und Compliance-konform nach dem "need to know" Prinzip zusammenarbeiten. Es handelt sich um eine Industry Cloud Platform, die sowohl Informationen über Material- und Werkstoffbemusterungen, Rezyklatanteile, Zertifikate als auch über den CO₂-Footprint bereitstellt.