First Article Inspection (FAI)

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走機構設計這一行的朋友們，3C機構設計爸不得不說，你這輩子就註定要陪伴模具走下去了。雖然模具相關的知識還沒有在3C機構設計爸的官網上發佈過，各位朋友可以期待，但在分享模具相關專業知識之前，我們先來分享 "如何做一份完整的FAI report (首件樣品檢驗報告)"，這個首件是代表該樣品的第一次送樣(品)承認，並不是只有一個樣品。FAI 報告不僅適用於模具樣品，同時也適用於任何有尺寸值的部件，比如說 rubber、rubber foot、cable、sponge、gasket、mylar、plastic part、metal part、die-casting part.....等等，在大量生產前，都可以透過FAI --> Ppk --> mass production 的流程，確定了樣品的品質後，再進入大量生產。在FAI報告中的要求是5件 (或5模)的樣品量測及檢驗，也就是說如果塑膠件、沖壓件、壓鑄件、以及所有部品，只要是一出二的模具，那麼這兩穴(或兩件)、或多模穴的樣品，都必須每一模穴各量測5個樣品。業界的正規流程是 FAI 樣品必須包括尺寸量測、外觀檢驗及功能確認沒有問題之後，才能夠要求廠商進行32模次的 Ppk樣品數量的(驗證)生產。同樣的，Ppk的32模次樣品量測也必須是每一模穴的樣品都必須被量測驗證各32件。

另外，很多工程師分不清TVR和FAI的差別，3C機構設計爸也在這裡說明一下....

TVR -- Tooling Verification Report，這個報告純粹只有尺寸量測。

FAI -- FAI 的項目不僅包括了尺寸量測、還包括圖面上NOTE中所有項目及圖框上所有規格資訊的檢查結果，例如:材質、顏色、扭力強度、毛邊、合模線、咬花、拋光.....等等，所有檢查的結果都必須確認。(如範例)

以下，就正式進入到FAI報告的填寫方式了。FAI報告的格式在業界有很多版本，但格式幾乎大同小異，都離不開常態機率分佈的概念。以下就拿3C機構設計爸手上有的FAI格式來說明.......。表格欄位不夠時，可以插入"列"來增加尺寸和FAI的項目

A1~Z5欄位: 填寫該部品的基本資訊。

A9欄位: 2D圖面以氣球圖編號，把編號依序填到 A1~A16 。

B9欄位: 填入每個尺寸的基準值 (norminal data)。

C9欄位: 填入該編號的尺寸基準值的位置，這個位置是2D圖紙的圖框上有座標參考，如果尺寸非常多，這個座標參考位置會讓工程師比較快速找到該尺寸在2D圖紙上的位置。

D9欄位: 填入該編號尺寸的上限公差。

E9欄位: 填入該編號尺寸的下限公差。

F9欄位: 參照2D圖的尺寸標示定義。選項有CTF (Critical To Function)尺寸和Ppk 尺寸。

G9~K9欄位: 填入5個樣品在該編號的尺寸量測結果(值) 。

L9~M9欄位: 量測結果的範圍

N9~O9欄位: 3C機構設計爸的FAI表格可以填入Ppk 的規格要求，和Ppk先設定規格目標，那麼FAI表格中的TVR result 會提示user，如果該Ppk尺寸量測結果不佳，這份表格會提醒user 這個結果在未來的Ppk量測中會Fail，那麼user就必須趕緊採取對策。一般來說，Ppk 1.67 (5.01 Sigma)以上是屬於優質的製程穩定度，在成本考量的情況下，可以不必一定要達到 6 Sigma，但如果客戶有6 Sigma的要求，那Ppk就必須設定為2.0了。當然，user 也可以用 Ppk 1.5或1.6來當作生產良率的目標值，但3C機構設計爸還是建議以業界的 1.67 來當作量產的 base line。因為 .....

• Ppk 1.5 才4.5 Sigma，1350 DPMO，不良率顯然偏高。
• Ppk 1.6 為 4.8 Sigma，483.4 DPMO，不良率差強人意，依各公司決定。
• Ppk 1.67 為 5.01 Sigma，224.05 DPMO，不良率低，可以接受。

P9欄位: 尺寸超差的警訊。

Q9欄位: Sigma 值超差的警訊。

R9欄位: 尺寸量測值怪怪時，要求模具廠商重新量測。

S9欄位: 尺寸量測值OK，可以接受。

T9欄位: 尺寸量測值NG，必須修模 (修改模具)。

U9~U16: 當尺寸超差時，如果機構設計工程師同意修改尺寸及公差，應將修改後的尺寸及公差標示於X9~Z16欄位。供應商應根據新的尺寸及公差重新量測並再次提交報告，要注意的是，Accept With Variance 只是針對該模具做規格上的調整，2D圖上的規格不做變更*也就是說，當有第二套模具(2nd tooling)要開模時，第二套模具的尺寸基準還是按照2D圖的尺寸規格。

X9~Z16: 修改後的尺寸及公差標示於相X9~Z16欄位 (只針對該模具、樣品可以用使用修改後的尺寸規格)

附註1: 在2D圖上的重要尺寸，可以依照設計特性來標註，數量並沒有限制。但Ppk尺寸標註數量，儘可能控制在6個以下。因為Ppk尺寸是在FAI approved之後，32模數量的尺寸量測，如果Ppk尺寸太多，廠商會被操翻掉，廠商會做不完、量不完，何況，如果給廠商的訂單數量少的話，這些費用廠商是會報價的。

附註2: Ppk尺寸標示的基本原則是外形尺寸(X,Y或Z)，以及TA 的critical path 尺寸。

附註3: 很多朋友搞不清楚Cpk、Cp、Ca、長期、短期、Pp、Ppk，屬於6 Sigma的部份在該單元3C機構設計爸會再做分享。

附註4: FAI報告中，負責打樣(品)、送樣的廠商，除了必須完成FAI報告內容之外，還必須在報告中檢附機構設計工程師的2D圖並標示氣球編號，檢附測試驗證的報告。也可以開始準備材質證明文件，為以後的Ppk (PPAP)報告做準備。

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