PPAP digital: Definition, Anforderungen und Umsetzung für Automotive

Der Production Part Approval Process (PPAP) ist das standardisierte Verfahren der Automobilindustrie zur Freigabe von Serienteilen vor dem Produktionsanlauf. Er ist in der AIAG-Norm definiert und wurde in der IATF 16949 als Pflichtbestandteil des Produktentstehungsprozesses verankert. PPAP belegt dass ein Zulieferer die Konstruktions- und Qualitätsanforderungen des Kunden vollständig verstanden hat und in der Lage ist Bauteile in der geforderten Qualität und Stückzahl reproduzierbar herzustellen.

Ein digitaler PPAP ersetzt papierbasierte Ordner und E-Mail-basierte Dokumentenübermittlung durch eine strukturierte digitale Erfassung, Verwaltung und Übermittlung aller PPAP-Elemente – mit direktem Zugriff auf Produktionsdaten, Prüfergebnisse und Prozessparameter aus dem Fertigungssystem.

Die 18 PPAP-Elemente: Was gefordert wird

Ein vollständiger PPAP besteht aus bis zu 18 Elementen die je nach Einreichungsstufe vollständig oder als Nachweis der Verfügbarkeit vorgelegt werden müssen.

1 – Designdokumentation: Zeichnungen und Spezifikationen des Teils in der gültigen Revisionsversion.

2 – Änderungsdokumentation: Dokumentation aller Konstruktions- oder Prozessänderungen gegenüber dem Vorgänger.

3 – Freigabe des Konstruktions-FMEAs (DFMEA): Risikoanalyse der Konstruktion – relevant wenn der Zulieferer auch die Konstruktionsverantwortung trägt.

4 – Prozessflussdiagramm: Visualisierung aller Prozessschritte von der Rohteilbeschaffung bis zum Versand.

5 – Prozess-FMEA (PFMEA): Risikoanalyse des Fertigungsprozesses – Fehlermöglichkeiten, Auswirkungen und Kontrollmaßnahmen für jeden Prozessschritt.

6 – Kontrollplan: Dokumentiert welche Merkmale wie, womit und wie oft geprüft werden – in der Vorserien-, Erstmuster- und Serienphase.

7 – Messsystemanalyse (MSA): Nachweise dass die eingesetzten Messsysteme geeignet sind – Wiederholbarkeit, Reproduzierbarkeit, Auflösung.

8 – Dimensionelle Ergebnisse: Vollständige Auswertung aller Maßmerkmale an einer definierten Anzahl Erstmuster – typischerweise von mehreren Maschinen und Werkzeugen.

9 – Aufzeichnungen von Material- und Leistungsprüfungen: Prüfberichte für material- und funktionsspezifische Anforderungen – Zugfestigkeit, Härte, Oberflächenrauheit, funktionale Tests.

10 – Prozessfähigkeitsstudien: Cpk- und Ppk-Werte für alle sicherheits- und funktionskritischen Merkmale. Typische Mindestanforderung: Cpk ≥ 1,67 für kritische Merkmale.

11 – Qualifiziertes Labor: Nachweise dass die Prüfungen in einem akkreditierten oder vom Kunden qualifizierten Labor durchgeführt wurden.

12 – Kontrollplan für die Serienfertigung: Detaillierter Prüfplan der die Serienfertigung begleitet.

13 – Erstmusterprüfbericht (EMPB): Zusammenfassung aller dimensionellen und funktionalen Prüfergebnisse mit Soll-Ist-Vergleich.

14 – Musterteile: Physische Muster aus der PPAP-Fertigungsrunde die beim Kunden hinterlegt werden.

15 – Prüfmittel: Spezifische Prüfvorrichtungen oder Lehren die für die Teilprüfung benötigt werden.

16 – Kundenspezifische Anforderungen: Nachweis dass alle kundenseitigen spezifischen Anforderungen berücksichtigt wurden.

17 – Part Submission Warrant (PSW): Das Deckblatt des PPAP – eine Unterschriftenerklärung des Zulieferers dass alle PPAP-Elemente vollständig und konform sind.

18 – Packaging Approval: Nachweis dass Verpackung und Kennzeichnung den Kundenanforderungen entsprechen.

Die fünf PPAP-Einreichungsstufen

PPAP unterscheidet fünf Einreichungsstufen die bestimmen welche Elemente dem Kunden physisch vorgelegt werden und welche nur beim Zulieferer verfügbar sein müssen.

Stufe 1: Nur der PSW wird eingereicht – keine weiteren Dokumente. Gilt für sehr risikoarme Teile oder wenn der Kunde explizit auf Vorlage verzichtet.

Stufe 2: PSW plus ausgewählte Muster und begrenzte Unterlagen.

Stufe 3: PSW plus vollständige Dokumentation und Muster – die Standardstufe für neue Teile bei einem neuen Lieferanten oder nach wesentlichen Änderungen.

Stufe 4: PSW und andere vom Kunden definierte Anforderungen ohne Muster.

Stufe 5: PSW plus vollständige Dokumentation und Musterteile die beim Zulieferer während einer Werksbesichtigung geprüft werden.

Warum papierbasiertes PPAP ein strukturelles Problem ist

Ein vollständiger PPAP-Ordner für ein komplexes Bauteil kann mehrere hundert Seiten umfassen – PFMEA, Kontrollplan, MSA-Studien, Prozessfähigkeitsnachweise, Maßprotokolle. In einem papierbasierten oder Excel-basierten Prozess bedeutet das: Daten werden manuell aus verschiedenen Systemen zusammengestellt, Versionskonflikte entstehen, Übertragungsfehler schleichen sich ein, und die Aktualität der Dokumente ist nicht sichergestellt.

Die häufigsten Probleme in der PPAP-Praxis sind fehlende oder veraltete Revisionen von Zeichnungen und Spezifikationen, PFMEA und Kontrollplan die nicht synchron sind, Prozessfähigkeitsdaten die manuell aus Excel-Tabellen gezogen werden und dabei Fehler enthalten sowie PSW-Einreichungen die unter Zeitdruck erstellt werden ohne dass alle Elemente tatsächlich geprüft wurden.

Digitaler PPAP: Was sich verändert

Ein digitaler PPAP-Prozess verbindet die PPAP-Dokumentation direkt mit den Quellsystemen aus denen die Daten stammen.

Prozessfähigkeitsdaten kommen nicht mehr aus manuell gepflegten Excel-Tabellen, sondern direkt aus dem MES oder SPC-System das Messwerte in Echtzeit erfasst. Cpk-Werte sind aktuell, nachvollziehbar und mit den zugrundeliegenden Rohdaten verknüpft.

Prüfergebnisse aus der Erstmusterfertigung werden direkt im QM-System erfasst und dem PPAP-Vorgang zugeordnet – mit Zeitstempel, Prüfer und Messmittelreferenz.

Kontrollplan und PFMEA werden in einem gemeinsamen System gepflegt das Verlinkungen zwischen Risiken im PFMEA und Kontrollmaßnahmen im Kontrollplan sicherstellt – Änderungen in einem Dokument triggern eine Überprüfungsanforderung im anderen.

PSW-Erstellung wird zum automatisierten Zusammenzug bereits vorhandener validierter Daten statt zur manuellen Dokumentensammlung unter Zeitdruck.

Kundenübermittlung erfolgt über digitale Portale – viele OEMs haben eigene Supplier-Portale in denen PPAP-Dokumente strukturiert eingereicht und der Status nachverfolgt werden kann.

Was ein MES zur PPAP-Effizienz beiträgt

Der direkte Beitrag eines MES zum PPAP-Prozess liegt in der Bereitstellung validierbarer Produktionsdaten. Konkret sind das Prozessfähigkeitsdaten die aus tatsächlichen Serienfertigungsdaten – nicht aus Stichprobenmessungen – berechnet werden, Maschinenparameter und Prozessüberwachungsdaten die die Reproduzierbarkeit des Prozesses belegen, Chargentracking-Daten die nachweisen unter welchen Bedingungen die PPAP-Muster produziert wurden sowie Ausschuss- und Nacharbeitsquoten aus der PPAP-Fertigungsrunde die in den PSW einfließen.

Wer diese Daten aus einem MES in Echtzeit ziehen kann, reduziert den Aufwand für die PPAP-Erstellung erheblich – und erhöht gleichzeitig die Qualität und Glaubwürdigkeit der eingereichten Nachweise.

FAQ

Was passiert wenn ein PPAP abgelehnt wird? Eine PPAP-Ablehnung (PSW nicht genehmigt) bedeutet dass kein Serienanlauf stattfinden darf. Der Zulieferer muss die beanstandeten Elemente nachbessern und eine Neueinreichung vornehmen. Häufigste Ablehnungsgründe sind unzureichende Prozessfähigkeitswerte (Cpk unter Mindestanforderung), fehlende oder nicht akzeptable MSA-Nachweise sowie dimensionelle Abweichungen ohne genehmigte Ausnahmeregelung.

Wie lange sind PPAP-Unterlagen aufzubewahren? PPAP-Unterlagen müssen mindestens ein Jahr über das Ende der Serienfertigung des betreffenden Teils aufbewahrt werden. In der Praxis fordern viele OEMs deutlich längere Aufbewahrungszeiten – insbesondere für sicherheitsrelevante Bauteile. Als Faustregel gilt: Solange das Fahrzeugmodell in der Nutzung ist plus die Gewährleistungs- und Haftungsfristen.

Was unterscheidet PPAP von APQP? APQP (Advanced Product Quality Planning) ist der Gesamtprozess der Produktqualitätsvorausplanung – er umfasst alle Aktivitäten von der Konzeptphase bis zum Serienanlauf. PPAP ist das Ergebnis und der Nachweis dieses Prozesses – er belegt am Ende des APQP-Prozesses dass alle Qualitätsanforderungen erfüllt sind. PPAP ohne APQP ist möglich aber riskant – PPAP mit APQP ist die strukturierte Absicherung.

Müssen bei jeder Produktionsänderung neue PPAP-Unterlagen erstellt werden? Ja – bei allen Änderungen die die Kundenanforderungen oder die Qualitätsfähigkeit des Prozesses beeinflussen können. Das umfasst Materialwechsel, Lieferantenwechsel für kritische Teile, Prozessänderungen, Werkzeugwechsel und Fertigungsstättenänderungen. OEMs definieren in ihren CSR (Customer Specific Requirements) welche Änderungsklassen welches PPAP-Niveau erfordern.