劉天嬌++蔡戩++李盛++王衛(wèi)東++吳金平+袁學成

摘要：該文針對電子元器件的生產線，基于現(xiàn)有的質量控制技術和計算機集成制造的思路，提出將單一化的統(tǒng)計過程控制SPC技術、過程能力分析技術和風險評估技術集成化應用的設想，鑒于目前質量集成系統(tǒng)多為面向企業(yè)管理，該文認為，電子元器件的生產線質量控制應當注重數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析，從而把控元器件生產線的質量波動狀態(tài)。

關鍵詞：電子元器件；SPC；風險評估；質量控制集成系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）32-0223-02

隨著信息技術的不斷發(fā)展，電子產品集成越來越復雜，要求的可靠性越來越高，從通用基礎產品的角度出發(fā)，對電子元器件的質量要求越來越高，包括從設計到生產的全過程質量控制，現(xiàn)有的質量工程技術，包括質量管理方法、質量工具，都不可能單一地應用在電子元器件的設計生產中，必須積極探索質量工程技術集成的有效方法，既能滿足高質量、高可靠性、使用壽命長等的要求，又能縮短或不增加設計生產周期，電子元器件，無論是產品本身，還是失效或故障，均可以基于統(tǒng)計學的方法進行定量的特性分析，從而大大簡化了引入質量工程集成技術的難度，本文就現(xiàn)存的質量工程技術，從生產線的質量控制角度，提出基于計算機輔助的電子元器件領域質量工程技術集成方法設想。

1 適用于電子元器件的質量工程技術

質量工程（Quality Engineering簡稱QE）是一個融合管理與工程技術的交叉領域。目前的軍用電子元器件行業(yè)主要的質量工程技術應用主要是GJB9001C中的相關要求，對電子元器件生產線的質量控制包括兩方面，質量控制技術和質量檢驗技術。

1.1 質量控制技術

常用的質量控制技術主要包括過程能力分析與統(tǒng)計過程控制，其原理如下：

1） 過程能力分析技術

過程能力[1]是指（生產）過程在一定時間，處于控制狀態(tài)下制造產品的質量特性值的經濟波動幅度，反映質量的穩(wěn)定程度或工序運行狀態(tài)的穩(wěn)定程度，也是過程保證質量的能力。元器件的質量數(shù)據(jù)是可度量的變量，可基于統(tǒng)計學控制，過程的固有變異以過程的“離散程度”表示，并通常以過程分布的6σ來測量。如果過程數(shù)據(jù)是呈正態(tài)分布的變量，理論上，這種離散程度將包含總體的99.73%。

過程能力分析技術有兩個參數(shù)，一為過程能力PC，若過程質量特性值的標準差為σ，則過程能力記為PC=6σ；二為過程能力指數(shù)Cp，表示過程能力滿足過程質量標準要求程度的量值，計算公式為[Cp=T/6σ]（T表示過程公差，σ表示總體標準差）。前者是一個相對穩(wěn)定的值，后者與過程質量要求范圍T有關。Cp值越大，表明加工質量越高，但對設備和人員的要求也高，加工成本同時增大，所以對于Cp的選擇應根據(jù)技術和經濟的綜合分析來決定。文獻[1]給出了過程能力指數(shù)Cp的評價參考依據(jù)， 當Cp接近1.00時，產品發(fā)生不合格品的概率增大，需加強對設備等的檢查， 當Cp小于1.00時，產品過程能力不足，需要采取措施分析不足，加強產品檢驗。

2） 統(tǒng)計過程控制技術

統(tǒng)計過程控制[1]（SPC）是現(xiàn)代質量管理中不可缺少的工具，是指應用統(tǒng)計分析技術對生產過程進行實時監(jiān)控，區(qū)分出生產過程中產品質量的隨機波動與異常波動，從而對生產過程的異常趨勢提出預警，以便生產管理人員及時采取措施，消除異常，從而達到提高和控制質量的目的。

控制圖是SPC的核心工具，也可稱作SPC圖，是將從過程定期收集的樣本所獲得的數(shù)據(jù)按順序點繪而成的圖，圖上標有過程穩(wěn)定時描述過程固有變異的“控制限”。傳統(tǒng)的SPC圖用界限μ±3σ作為控制界限來管理過程。這意味著在1000個產品中發(fā)現(xiàn)小于2.7個不合格品出現(xiàn)，就認為過程的波動屬于正常，若超過2.7個不合格品，就認為過程發(fā)生了不正常波動。為了便于在生產現(xiàn)場使用和及時記錄質量波動情況，將正態(tài)分布圖及其控制限μ±3σ同時左轉90°，并以橫軸為時間或樣本編號，以縱軸為過程參數(shù)（均值、標準差等），并在μ±3σ處引出兩條虛線表示的水平線，就形成了一張SPC圖的示意圖。

1.2 風險評估

GB/T 19001：2016《質量管理體系要求》[2]提到，基于風險的思維是實現(xiàn)質量管理體系有效性的基礎，對質量過程的管控實施風險管理是很有要的。

風險管理技術一般包括以下4個環(huán)節(jié)：

1） 風險識別

在元器件生產線過程控制中，風險識別包含2個方面，即生產制造過程中的管理風險識別和SPC應用過程中的風險識別，前者體現(xiàn)在一個企業(yè)的質量管理體系中，有形成文件的信息具體闡述質量風險管理程序，后者便是本文要探討的技術集成的方法。如前所述，SPC的應用包括4個環(huán)節(jié)，分別是①關鍵工藝過程及其關鍵工藝參數(shù)的確定，同時進行工序能力分析；②工藝參數(shù)數(shù)據(jù)采集；③工藝受控狀態(tài)定量分析；④控制措施。風險識別應當貫穿SPC應用全過程，例如，對關鍵工藝過程和關鍵工藝參數(shù)的確定風險，有些情況下，關鍵工藝并非單一，能否全面確定關鍵工藝，便是風險之一；再如，工序能力分析結果，對過程能力指數(shù)的計算和判別，是否能合理的反映元器件的生產過程質量波動，等。

2） 風險分析

該環(huán)節(jié)是對確定的風險源進行預估，闡明“出錯的可能性及結果”，輸出的結果可以是定性的，也可以是定量的，例如FMECA工具中的CA 分析，可定量輸出風險造成的嚴酷度級別。風險分析過程可按照不同的算法進行，最終輸出的結果是風險的嚴重性系數(shù)或類似的參數(shù)指標。

3） 風險評價

按照風險分析輸出的結果，對該風險造成的后果進行審查和評價。

4） 風險控制

根據(jù)以上環(huán)節(jié)，提出風險管控措施，風險控制的四種基本方法是：風險回避、損失控制、風險轉移和風險保留，具體可細化為程序文件。endprint

2 質量技術集成的設想

自1973年美國約瑟夫·哈林頓博士提出CIM（計算機集成制造）的概念，計算機集成制造系統(tǒng)CIMS是CIM概念的具體實現(xiàn)，我國863計劃成立CIMS主題專家組，積極響應并推廣這一信息時代新型企業(yè)的生產模式，并對CIM重新定義為“將信息技術、現(xiàn)代管理技術和制造技術相結合，并應用于企業(yè)產品全生命周期（從市場需求分析到最終報廢處理）的各個階段，通過信息集成、過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實現(xiàn)物流、信息流、價值流的集成和優(yōu)化運行，達到人（組織、管理）、經營和技術三要素的集成，以改進企業(yè)新產品開發(fā)的時間（T）、質量（Q）、成本（C）、服務（S）、環(huán)境（E），從而提高企業(yè)的市場應變能力和競爭能力?！?/p>

在CIMS環(huán)境下[3]，并行制造、精益生產、敏捷制造等都逐漸成為制造企業(yè)的新策略和新的生產模式。集成質量系統(tǒng)IQS，用于分析產品質量形成各階段相應的質量活動，包括質量計劃、檢測與質量數(shù)據(jù)采集、質量評價與控制、綜合信息管理?，F(xiàn)行的IQS通常作為企業(yè)的一個管理系統(tǒng)，用于處理流程、記錄數(shù)據(jù)，在具體到生產線的質量控制方面，不具備精確地定量分析、風險評估、質量診斷等功能，是通用性的IQS，電子元器件行業(yè)，可結合元器件本身的特點，將生產線上的質量控制集成模塊化的系統(tǒng)，細化功能模塊，集成核心就是細化IQS的管理控制層，形成具備元器件產品特色的質量控制技術集成系統(tǒng)，嵌入過程能力分析技術、SPC技術、抽樣統(tǒng)計、風險評估、方案制定、的算法設計。

3 質量控制技術集成構思

基于CIMS的思想，采用計算機軟件集成[4]的方式，將元器件生產過程SPC技術、過程能力分析與風險評估技術融合應用，集成質量控制系統(tǒng)的功能結構如圖1所示。

CIMS環(huán)境下的質量控制集成系統(tǒng)的主要特點：

1） 覆蓋產品從生產到成品試驗的各個階段，對產品形成合格成品前制造檢驗過程的質量活動進行控制與管理；

2） 結合電子元器件大批量、高質量、高可靠性和要求[5]；

3） 工作方式是系統(tǒng)自檢、改善過程能力；

4） 以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為支撐，實現(xiàn)質量信息的存取，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)分析，風險評估，整改措施等功能；

5） 強調生產過程的質量控制和風險評估實施，是一個模塊化的開放式的質量控制系統(tǒng)，能根據(jù)企業(yè)環(huán)境的變化以及對質量要求的不斷提高，進行相應的參數(shù)調整、擴充和完善。

4 結論

電子元器件行業(yè)的質量技術集成應用目前還很少，隨著信息化時代產品集成化越來越復雜，單一的質量技術已經不能滿足日益增長的質量需求，質量技術的集成應用必然成為產品制造業(yè)的一種質量管控趨勢。

參考文獻：

[1] 石盛林，黃寶鳳，李亨英.質量管理理論方法與實踐[M].南京：東南大學出版社，2014.

[2] GB/T 19001：質量管理體系要求，2016.

[3] 楊光.集成質量系統(tǒng)與質量管理過程技術研究[D].大連：大連理工大學，2004.

[4] 郭曉菡.基于計算機仿真技術的施工成本、進度、質量集成控制方法研究[D].杭州：浙江大學，2004.

[5] 周月閣.開關電源多元質量穩(wěn)健優(yōu)化設計技術[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2015.endprint