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新产品(SMT)导入的要素与方法

发表日期:2017-3-10 16:52:17

一、SMT新品导入(NPI)的特点与要求

消费者对电子产品个性化需求的加剧,使得各种类型的新产品层出不穷且日新月异,产品的研发周期缩短上市速度加快,于是SMT工厂新品导入(NPI)变得日益纷繁复杂。当前的电子制造服务EMSElectronics Manufacturing Service)企业,需要为客户提供产品设计、代工生产、后勤管理、产品维修、原材料请购、物流管理等环节的全程服务,遐迩闻名的富士康就属于这种类型。当然,也有许多企业不具备这样全面的能力,可能只是经营环节中的小部分或仅是来料代工生产。它们对于新品设计与导入,需要依据经营管理方式的不同分别对待,比如纯粹的委托代工OEMOriginal DesignManufacturer)、委托设计与制造ODMOriginal DesignManufacturer),或是OEMODM的混合模式,在工艺方法与管理上便有较大差异。

1、新品研制及导入的可制造性问题

传统的新产品研制方法通常只注重产品的功能实现,强调产品设计的速成而不太关注产品的可制造性问题,其结果造成设计与生产制造的脱节。而现代设计方法在产品首次设计时强调更细致的设计,将制造、测试和组装过程中可能发生的问题提前到设计阶段来解决,使产品更有利于生产制造。

传统的新产品研制方法,为了纠正出现的制造问题,对新产品不得不进行多次的重新设计,或者必需在工艺与治工具上投入更多的辅助成本。而新产品反复进行样机制作以及试产验证,必然造成其研发成本大幅增加、上市时间延长、客户满意度下降等问题。而消费者对电子产品个性化需求的加剧,导致产品更新换代太快,对电子元器件的模块化、细小化速度也相应加快,于是产品的多样化、复杂化、小批量生产模式是绝大部分SMT工厂无可回避的难题。

然而,现代设计注重将企业的各种资源、技术知识和经验一起应用于产品的开发、设计和制造过程中。从产品研发开始就考虑到可制造性DFMDesign for Manufacturing)等问题,通过最优化设计DFXDesign for Excellence)和失效模式与效应分析FMEAFailure Mode and Effects Analysis)等工艺管理手段,使设计与制造相辅相成融为一体。现代设计方法,它虽然在设计初期花费的时间相对较多,但最终可以有效地缩短新品开发时间、降低研发成本、提高产品质量。

一般说来,SMT新品研发及导入面临以下主要问题:

1.1 电子产品的精益制造(Lean Manufacturing)要求,元器件的微小型化和高密度组装,产品功能与结构日趋复杂,各种技术指标也更加苛刻,研发周期和上市时间的缩短,无疑给新品的研发导入提出了更高要求。

1.2 市场的剧烈竞争,顾客对产品性价比普遍要求较高,使得在研发时没有多余的时间和财力,进行不断地重复开发打样,产品的研发设计必需于图样阶段追求完美,较为理想的目标是试产打样一次成功。

1.3 许多刚入道的研发工程师,由于工作经验不足或者对SMT的制程工艺不甚了解,设计出来的产品难免可制造性差,严重者甚至无法正常生产。于是,可能使得原本简单的产品,反而制程工艺变得颇为复杂,工厂必需投入更多的人力或辅助治工具才能生产,造成研发和生产成本大幅增加。

1.4 企业没有完备的设计规范与管制流程,R&DNPI工程师在产品设计之初没有沟通好,造成新产品需要经过多次反复修改或重新设计,这不仅影响到产品的上市时间,甚至造成产品的质量、可靠性与生产效率不佳。

1.5 PCB设计是保证表面组装质量的首要条件之一,不良设计在SMT生产制造中的危害非常大。有资料统计,SMT的生产缺陷质量问题百分比:70%以上是由设计造成的,20%左右是由制程工艺造成的,10%左右是由材料造成的。不良设计不仅是造成品质问题的要因,往往也是最棘手最致命的。

1.6 众所周知,PCBA产生质量问题主要是客户设计问题、焊接工艺问题和器件问题造成,麻烦的是一旦产生质量问题,客户通常会认为是SMT工厂制程不当造成的。而R&DNPI工程师对客户产品的关键品质特性要求不太重视,也容易造成产品质量问题。

EMS企业具有良好设计规则和制程管制方法,必然有助于提升其新品研发效益和核心竞争力。新产品的研发导入,只有遵循相关的可制造性原则和制程流程,采用恰当的品质管制工具,才能减少或消除不良设计给工厂带来的损失。因而,现代出色的最优化设计(DFX)手法,在新产品导入过程中的应用,首要事项便是必需充分考虑到工厂端的可制造性要求,努力提高从设计到制造的一次成功率,减少试产次数。另外,在试产过程中必需完善制程管制流程,准备好正确完整的技术文件资料,对产品性能、生产治工具和制程工艺等方面,务必通过严格的成熟度验证MVTMaturing Validation Test),才能确保新产品可靠地进行正式量产,才能把产品成功地推向市场。

2ODMOEM新产品的特点及导入

当前的电子产品制造服务,生产经营方式主要是委托生产(OEM)和委托设计及制造(ODM),或同一企业两种方式都有。OEM就是委托的代工生产,即品牌生产者不直接生产产品,而是利用自己掌握的“核心技术”,负责产品的研发和销售,具体的加工交给别的企业去做,承接这一加工任务的制造商就被称为OEM厂商,其生产的产品就是OEM产品。比如像MicosoftIBMHPDell等国际上的主要大企业多半采用这种经营管理方式。而ODM意为“原始设计制造商”,是指一家公司根据另一家公司的规格要求来设计和生产一个产品,承接设计制造业务的制造商被称为ODM厂商,其生产出来的产品就是ODM产品。

OEMODM的区别,首先在于产品究竟是谁享有知识产权,如果是委托方享有产品的知识产权,那就是OEM,也就是俗称的“代工”;而如果是生产者所进行的整体设计,那就是ODM,俗称“贴牌”。其次,OEM是纯粹的组装工厂,它没有研发部不具备开发设计能力,通常完全依赖于委托方提供相关的生产资料与技术,进行代工生产。而ODM则是由生产商自主开发设计,具有较强的技术开发和产品设计能力。不过有的大型企业,它们的产品对于OEMODM两者特性并没有明显界定,而是相互渗透不分彼此。

OEM产品,委托方提供设计好的图样(样品)和相关技术,代工厂依照其图纸样品及技术资料代工,可能有时候也需要对产品性能与制造工艺进行简单的试产验证,小批量验证无误后才被充许大批量生产。对于工艺简单的产品,代工厂利用自己的设备和专业技术人员,采购物料后可以直接安排生产。另外,日前许多SMT协约加工服务CMSContract Manufacturing Service)更为简单,不仅产品技术资料悉数由委托方提供,甚至物料与生产治工具都由其提供,代工厂只需凭其现有的生产设备、技术和人力直接可以安排生产,做好的半成品经检查合格后,再出货返回经委托方进行测试组装。

ODM产品,代工厂可能仅凭客户提供的技术指标、想法(Ideal)等,研发人员在设计品保人员 DQADesign Quality Assurence)配合支持下,经过多次修改打样、性能与技术指标验证测试,达成客户的规格要求之后,才能进入正常的生产。所以,ODM的新品导入相比OEM要复杂许多,不仅是前者的最优化设计与可制造性方面的评估必不可少,客户对产品的性能要求也可能会变化,不象OEM产品性能及制程已然基本固定。ODM产品在导入开发过程中,R&D必需与客户保持紧密联系,NPI工程师则必须全力贡献自己的专业技能。

在当前的工业社会中,OEMODM企业或产品可谓司空见惯。许多知名品牌企业,出于制造成本、运输方便性、节省开发时间等方面的考虑,一般都愿意找OEMODM代工。而电子产品成本的剧烈竞争,迫使OEM寻求外包以降低成本,减小投资规模及风险。另一方面,相对于市场的飞速发展,OEM厂商多半没自已的品牌且缺少研发能力,因此不得不向ODM厂商寻求业务订单。OEM是在电子产业大规格发展起来以后,才在世界范围内逐步形成的一种普遍现象,也是市场精细分工的必然结果,如今已成为企业生产经营新的趋势。

ODM的优势之一在于抢占了产品的“核心技术“和“方案设计”这一制高点,它将产品的主要技术和设计环节包揽下来。从制造产业来说,包括表面贴装(SMT)技术在内,电子产品的组装生产工艺基本上已然成熟,成为门槛较低的行当,而设计能力却升级为影响竞争力的主要因素。

ODM新产品的成功导入,NPI工程师务必协同R&D解决好,新产品有关元器件选择和PCB设计等方面的问题。ODM产品的研发设计,一般分为工程材料验证EVTEngineering Validation Test)、设计验证DVTDesign Validation Test)、制程验证PVTProcess Validation Test)和成熟度验证(MVT)等阶段。

在新品设计初期,研发人员(R&D)、设计品保人员(DQA)与NPI工程师必须进行设计审定(Design Review),各方通过周密细致的探讨与沟通并达成共识,才能把相关数据文件交给PCB板厂进行铣板。试产后,产品必需符合SMT可制造性要求,并确定其生产工艺流程,完成制程作业控制计划(PMP)、作业标准SOP(Standard OperationProcess)、检验规范SIP(Standard Inspection Process)、关键品质特性CTQ(Critical To Quality)、供应链管理SQMSupplier Quality Management)等技术文件。

3NPI工程师的基本技能要求

NPINew Product Introduce)即新产品导入,NPI工程师是OEMODM企业中不可或缺的重要职位,不过其职责却略有差异。对于OEM产品,NPI工程师主要工作是解决好产品的制程工艺方面的问题;而对于ODM则不仅如此,更重要的是配合好研发人员R&D(Research&Design),把客户的图样或设想,变成制程成熟、性能可靠、可以批量性生产的产品。新产品导入应该以满足客户需要作为出发点,通常客户最想要的是什么呢?产品完美无瑕,花钱最少,取得时间最短;客户最关心的是什么?使用满意,不良率低,性能稳定,等等。

NPI工程师的核心价值是,使主导的新产品量产后在效率、品质方面达到最佳,达成公司内外客户的要求,最终使产品顺利地进入量产。NPI工程师必需对试产的不良问题进行持续改善,对不良改善对策的有效性进行确认,对相关对策跟催落实并追踪效果。

新产品正式进行量产前夕,NPI工程师需要与生产制造(Mfg.)、制程工程(PE)、设备工程(ME)和品质工程(QE)等相关人员,对新产品的制程管控要点或其它注意事项进行宣导,对文件、治工具及其它事项进行确认。同时,根据PMC的生产订单预报情况,请IE评估准备量产用的治工具,并通知相关部门备置齐全所需的治工具。试产转量产的交割明细(Readiness Check List

NPI工程师担负着新产品由试产到量产整个过程的成败重任,其工作的绩效很大程度上影响着一个公司的经济效益。譬如在SMT工厂,产品的质量及可靠性,生产效率及成本等,都与NPI工程师的新品导入管制是否得当密不可分。

NPI工程师的基本要求:专业负责的态度,项目管理PMProject Management) 能力,SMT专业知识和作业技能,会议主导及简报能力,表格工具管理应用能力,新产品制程设计与制程管制。新产品的成功导入,需要探讨的因素很多,下面对上述几个方面略作诠释。

其一,专业负责的态度。从某种意义上说来,专业的“态度”其实要比“技术”更为重要,所以态度永远是第一位的,比如积极主动、认真负责、优质观念和客户至上等。积极主动——有当担,主人翁意识,自我管理;认真负责——细心、耐心、勤奋、责任心强;优质观念——对产品负责,第一次就做对,做最好的质量,追求卓越;客户至上观念——聆听客户的声音,替客户着想,让客户满意等。一言以蔽之,NPI工程师需要有对产品负责、对客户负责的专业态度以及较高的专业素养。

其二,项目管理协作能力。它是指自我管理(时间管理、责任管理、目标管理等),通常NPI工程师既要有团队协作又要有领导能力,工作上要有计划性、条理性、执行力,以及异常应急应变能力等。作为一名优秀的NPI工程师,首先他需要具有一定的项目管理与协调能力(ProjectControl & Coordinating Ability),能与各部们之间作有效沟通,令各部门积极配合;新产品导入需要团队协作,决非仅靠一已之力所能做好。

其三,SMT专业知识和作业技能。虽然NPI工程师通常不需要亲自去调机、修机或测试等操作,但熟练地掌握相关的专业知识与作业技能是必须的;否则不仅难以督导现场作业人员,也不能快速地发现、分析或解决问题。所以,NPI务必熟练掌握SMT制程工艺,比如焊锡特性、PCBDFM和炉温曲线原理及测试,业界品质标准,治工具制作工艺,等等。

其四,会议主导与简报能力。为了把各部门的相关人力,有效地凝聚在NPI工程师新产品的导入工作中来,把相关部门的主管召集在一起,进行信息的布达,问题的讨论,工作的分配等是非常有必要的。这就要求NPI工程师具有较好的会议主持能力。简报能力是指通过简洁的图文说明演示,主导问题的讨论时通常必不可少,比如设计评审(Design Review)、试产前准备、试产不良分析检讨等会议。

其五,表格工具管理应用能力。NPI工程师必需熟练掌握并正确运用相关的表格工具管理试产中的问题,重点管理产品的可制造性设计(DFM),重要元器件的关键尺寸控制,制程与相关的治工具品质与检验,作业指导文件的制作,以及对不良问题的持续改善与跟进落实,不良改善对策的有效性确认与执行,都需通过文档表格来进行管理。

其六,熟练掌握新产品的制程设计与制程管制的流程。NPI工程师务必对新产品的制程设计与制程的工艺流程了然于胸,并依据其进行试产管理。为此,必须熟练掌握相关制程管制事项,通过品质管理工具对产品关键的品质特性 (CTQ)和非标器件的重要尺寸及其规格(Dimension & Spec.)进行管理,并力求做到胸中有数。

总之,SMT新品导入(NPI)的特点,主要是电子产品日益纷繁复杂,给研制及导入带来较多的困难与挑战。而ODMOEM产品的特点,给NPI工程师的职责技能提出了较高的要求,并需要在产品的设计与制程流程的管制上去不断完善。由于ODM产品的新品导入,通常能涵盖OEM产品的方式,所以对于新产品的导入方法与要素,比如相关流程、制程设计与制程管制。下面,笔者主要针对ODM产品的新品导入详细阐述之。

二、新产品的研发流程与制程工艺管制

优质产品是依靠优良设计和精细制程管制生产出来的,不是依赖出货前的测试或检验出来的,而新产品的研发与导入的管制好坏攸关量产成败。ODM新产品从开发设计到正式投产,通常需要经过方案设计审定、样机制作、验证试投、产品成熟度验证、小批量试生产、正式量产等几个阶段。在不同的试产阶段,NPI工程师需主导完成相应的文件资料,以便量产使制程工艺得到有效管制

1、新产品研发与导入的工艺流程

新产品研发设计与导入必须以客户图样为蓝本,以满足客户的要求作为工作的基本出发点。NPI工程师务必了解新产品结构和特性,清楚试产的制程设计与制程管制,对产品相关技术参数有明确的认知。新品研发流程主要分为图稿或样品PSProduct Sample)审定、初始设计PD(Primary Design)、细节设计DDDetail Design),试产验证又分为EVTDVTMVTPVT,这些验证流程试产跑完后,产品的性能与制程条件通常均已成熟。

新产品制程设计阶段PDP (Process Design Phase)通常由R&D主导,R&D依据客户合约规定、样品特性与相关技术要求进行评审设计。在正式试产前,务必分析产品的关键品质特性(CTQ)和重要制程参数CPP(CriticalProcess &Test Parameters),产品规格或品质控制参数,展开到试产及量产的制程工艺中进行管制。所谓产品规格,通常是零件制程能力和生产制程能力的综合结果

PDDD阶段是开展有关设计问题探讨的重要阶段,最优化设计(DFX)需要从设计评审(DesignReview)初期展开,通过设计评审明细表(Design Review Check List)和失效模式与效应分析(FMEA)等手法进行管理。而在试产过程中,R&D应及时将发现的问题反馈给客户,以便不断改进和完善DFM(Design for Manufacturing)

新产品导入过程中,R&D协同NPI小组依据客户要求和产品规格进行制造流程设计、制程参数实验验证,以及4M(人机料法)及作业环境管理;订立PFMEA、作业防呆和检测办法,制订标准作业书(SOP)、品质检验规范(SIP)和制程规范(PMP) 等,从而确保产品生产时有章可循。

一般地,电子产品的印制板数据档(Gerber File)发给PCB板厂铣板之前,研发人员(R&D)、设计品质保证(DQA)与新产品导入(NPI)工程师或工艺人员务必展开评审,通过大家密切协作而后达成共识,并努力提高从设计到制造的首次通过率FTTFirst Time Through)。首次通过率(FTT)是指完成某生产制程,其中第一次产出就符合品质要求的产品件数百分比。

另外,试产每个阶段都需投入适当比例的样品进行可靠性验证,比如常见的冷热循环实验(Thermal shock test)、高温高湿测试(High temperature/humidity)、跌落测试(Drop test)、震动测试(Shocktest)和自由扫频振动测试(Random vibration test)等,测试方法与规格可参考图表5A。总之,ODM的新产品试产,只有每个阶段的可靠性验证都被DQA认可通过,才可能被批准进入正式量产。

2、新产品导入的制程管理方法

现代的质量管理讲究先质后量的管理理念,即首先要进行制程的工艺优化,制定出能够保证质量的工艺技术规范,然后通过过程控制实现产品的高质量目标。在设计和试产过程中,也必须实施恰当的制程工艺管理,因为产品质量只能在设计和生产过程中,通过有效的工艺管理和恰当的制程管制来实现。

新产品导入管理,通常分为产品设计管理、供应商管理和生产制造管理三大块,参考图5B。新产品流程和工艺的设计与管理,需要IEIndustrial Engineer)工程师,通过方法研究和作业测定,寻求合理作业方法和工艺流程,从而获得理想的生产效益。

产品设计主要包含文件资料准备、相关规格确立,比如图面与物料清单(BOM)、非标器件规格公差分析、产品及非标准器件的关键品质特性(CTQ)等。供应商管理(SQM),包含供应商的选择、管理与辅导,来料的首件检验FAIFirst Article Inspection),重要元器件的关键尺寸控制(MSA&Cpk管理)等。制程生产管理,主要包含产品的关键品质特性(PCTQ)、制程的失效模式与效应分析(PFMEA)、生产管制计划(PMP)拟订。

SQM(Supplier QualityManagement)需要求供货商,提供必要的配合与内部管理持续改善计划,重要零器件务必于出货前提供真实有效的FAICpk报告,以证实零件的精密度和正确性。IQC需进行协助管理与监督,令关键零件于试产的全过程被有效管理,以确保试产的品质及效果。

新产品研发与导入流程的管理,重要的是依据PMP内容完成标准化作业SOP(StandardOperation Process)和检验规范SIP(Standard Inspection Process)指导书,并且于试产过程中验证内容的有效性。非特殊情况,在产品量产前须由文控中心(DCC)正式发行到生产计划(PMC)和制程品管(IPQC)等部门。

3、重要的生产制程管制工具

SMT生产制程中的管制计划PMPProcess Management Plan),有助于对产品之关键品质特性、重要规格或精密公差进行有效管理,它是确保产品品质与效率的重要手段。在试产初期,NPI工程师应当主导完成PMP初稿,并且在试产过程中随着试产进程中制程流程与方式的变化,对关键制程不断完善并对试产中的问题规划出适当管理方式,在产品量产前夕务必制订好并经文控中心(DCC)正式发行。

PMP的表格形式不同公司可能稍有不同,不过其表格的基本项目及样式应当大同小异,表头可参考图表6PMP有成效的关键是真正去了解产品,运用流程与相关工具去实施,认真了解客户对产品功能的要求及技术指标。

制程管制计划(PMP)流程项目,其作业管理分三个阶段:生产前作业:IQCInput Quality Control)、入库作业、仓储管理、领料作业。生产中:各工序分项作业、固定站位检验、工序末段品质检验FQCFinal Quality Control)、可靠度作业。生产后出货前:出货开箱品保OOBAOutput Open Box Assurance)全检、仓储管理、出货前包装、出货稽核、出货作业。而对于复杂制程,需依据PFMEA分析之高风险制程项目或工序展开到PMP。应该说,好的产品制造离不开恰当的工艺性设计,合格的元器件来料品质,以及代工厂商良好的制程管制与生产能力。

PMP作为重要的制程管制工具,内部制程条件认可,试产品出货确认,量产品出货确认,来料尺寸的量测必须使用适当的量测工具与方法,特别是Cpk尺寸;出货检验报告中,必须量测图面上所有要求重点管控的尺寸;制程中必须要有MSA/SPC的管控,量产后可以只附Cpk报告。

PMP作为制程管制的重要方式,它以产品规格中的重要控制参数和制程品质特性为蓝本,其内容包含制程流程设计、制程参数控制、人机料法环等方面。PMP属于生产制程的设计与管理单位主导的作业,它需要清楚地定义制程设计工作流程,同时工厂的PE/QA团队能够于试产前,明确完成关键生产作业的管理,并形成恰当的工艺监控方法。

工艺监控作为PMP的重要功效之一,它是确保作业工艺正确无误以及产品质量的保障。过程控制是指对每道工序的工艺进行连续的监控,把收集来的数据与工艺技术规范进行比对,寻找出不符合要求的偏差。比如制程中一旦出现潜在的问题时,管理人员就能实时地接收到相关信息,这样有助于实时将工艺调整到最佳状态,并在不符合技术规范的情况出现之前,立即采取纠正措施。因此,这种过程控制就是预防性工艺控制,能够把显而易见的和隐蔽的缺陷都控制在最小的范围,从而提高生产直通率减少不良返修,并实现好的生产良率和产品品质。

R&DSMT加工厂之间NPI工程师的沟通协作尤其重要,当设计研发与生产制造不归同一企业或单位时,新产品最好于设计前就与SMT代工厂NPI建立起联系。SMT工厂应将本企业的设备及相关制程的能力及DFM规范交给客户,对于同一集团公司内部的ODM产品,R&D必须按照公司SMT的加工能力进行新产品设计。当然,不同公司之间的OEM代工企业,则必须遵循委托方(客户)的需求,否则无法接到订单。另外,SMT工厂应及时将试产过程中遇到的问题反馈给客户,不断改进与完善DFM文件;努力提高从设计到制造的一次成功率,减少试产次数。

三、新产品及其重要器件的管制工具

新产品导入过程中,不仅要求对制程工艺和制程流程进行管制,而且对产品的重要尺寸、非标准器件的关键尺寸及特性也必须进行有效的管制。为了相关的量测尺寸真实可信,量测时必须采用恰当的工具与方法。相关的工具与方法有多种,下面笔者对常见的FAI&CpkSPCMSA和实验设计DOEDesign Of Experiments)略作介绍。

1FAICpk

新产品导入的制程中,对于重要元器件和治工具的关键规格与尺寸,务必进行首件检验FAIFirst Article Inspection),并仔细考察其制程能力指数CpkComplex Process Capability index),参考图7。为确保所有材料与治工具符合设计要求与制程要求,对于它们的关键特性或规格尺寸,FAI&Cpk管制不可或缺。

FAI数据必须要符合图纸规格,所有的关键尺寸Cpk必须达到A级,除非R&D另有规定。经验表明,当Cpk指数值达到1.33或更高时,对产品或元器件的检验工作可以减少,还可以确保制程持续稳定,并降低运作的检查成本。

一般说来,首件检验(FAI)是进料品管(IQC)对来料品质,进行常规且不可或缺的验收方式。试产来料之零件尺寸与规格,必需符合R&D在图纸中的规定要求;而对于关键零件则更应严谨检验,譬如认真比对厂商的Cpk/FAI 报告资料。来料品质只有于试产过程中被有效管制,才能确保试产的良率和样品的质量。对于治工具设计及检验,比如模板、治具(焊接载具、ATEICT测试治具,分板治具等)关键品质特性及尺寸,也需要进行首件检验(FAI)和过程能力指数(Cpk)校对。

制程能力指数(Cpk),是过程性能允许的最大变化范围与过程的正常偏差的比值,是现代企业用于表示制程能力的工程评估的一类指标,也是某个工程或制程水准的量化反应,其值越大表示品质越佳。Ca(制程准确度)和Cp(制程精密度)是它的两个主要参数,Ca反应的是位置关系(集中趋势)Cp反应的是散布关系(离散趋势)Cpk值的计算方法,需依据尺寸的公差之对称规格、单边及非对称规格采用对应的公式进行计算(参考图表8A),而常见Cpk值与推定良率及σ关系(参考图表8B)。西格玛σ(Sigma)即标准差(StandardDeviation),它是一个用来界定母体标准差的统计单位,用来衡量可变性或数据的分布状况。

在新产品试产过程中,元器件供应商必须附Cpk&FAI出货检验报告,尤其是非标器件每次出货都必须量测图面上所有要求重点管控的尺寸。制程能力研究在于确认这些特性符合规格的程度,以保证制程成品不符规格的不良率在要求的水准之上,作为制程持续改善的依据。值得一提的是,当选择Cpk来作制程管控时,应当对管制带来的成本进行适当考虑,以及其品质特性对后制程的影响度。

2、统计制程管制(SPC

SPCStatistical Process Control)即统计过程控制,它是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控,当发现过程异常便及时报警从而达到保证产品质量的目的。它强调以全过程的预防为主,利用统计的方法来监控制程的状态,确定生产过程在管制的状态下,以降低产品品质的变异。其构成要素及常规的作业方法,请参考图表9和图表10

SPC作为品质管理的日常工具,对于新产品的关键品质特性(CTQ)和非标器件重要尺寸的管制发挥着重要作用。比如IQC进行零件承认的检验,来料样品是否合格,新产品制程能力、设计能力分析、评价和改善;IPQC对日常生产的良率统计和不良分析;FQC对产品的出货检验及报告的生成,都可以通过SPC来进行管制。而抽样检查(Sampling Inspection)是SPC具体实施的重要方式,它是指从一批产品中随机抽取少量产品(样本)进行检验分析,以判断该批产品是否合格的统计方法。它与全面检验的不同之处,在于全面检验需对整批产品逐个进行检验,而抽样检验则根据样本检验结果来推断整批产品的质量水准。

SPC把品质的变动要因分为偶然原因(不可避免)和异常原因(可避免),异常原因是可在现场立即采取措施除去,偶然原因是通过对生产方式的系统性的接近方法来缩小的工程管理技术。它通过有效的要因管理,使设备条件及品质特性的散布最小化;通过建立实时的工程及物流管理体系,确保发生不良原因的可追踪性。

SPC不是用来解决个别工序采用什么控制图的问题,SPC强调从整个过程、整个体系出发来解决问题。在应用过程中,需要注意其以下特性:

2.1、经济性:有效的抽样管制,不用全数检验得以控制成本,目标是实时掌握不良率使制程稳定,除去不必要的工程的浪费要素,并达成产品的品质、成本与交期。

2.2、预警性:制程的异常趋势可即时对策,预防整批不良,以减少浪费。

2.3、分辨特殊原因:作为局部问题对策或管理阶层系统改进之参考。

2.4、善用机器设备:估计机器能力,可妥善安排适当机器生产适当零件。

2.5、改善的评估:制程能力可作为改善前后比较之指标。

SPC实施成功的要因:企业经营管理者的积极参与和支持;具备明确的目标意识与要求;以系统的适用计划为背景的接近方式;从部分到全体按照优先顺序;给SPC推进人员给予激励;具备推进SPC活动体系的追踪制度;责任与权限的分工需明确;系统设计的用户界面简单易懂;专家的指导与内部专家的培养;等等。

3、测量系统分析(MSA

品管始于数据,数据必需靠量测;“用数据说话”在品质管理中越来越受到企业经营者的重视。在日常生产中,我们需依据加工部件的测量数据去分析过程的状态、过程的能力和监控过程的变化;判定结果的方法,一是确保测量数据的准确性,二是确保使用了合适的数据分析方法。测量系统分析MSAMeasurement System Analysis)方法,可有效地对测量数据的测量系统进行评估。

为了获得高质量的品质测量数据,必须对产生数据的测量系统进行必要的校正与分析,即所谓测量系统分析(MSA)。MSA是指测量系统的误差由稳定条件下运行的多次测量数据的统计特性,通过“偏倚”和“方差”来表征。偏倚指测量数据相对于标准值的位置,包括测量系统的偏倚(Bias)、线性(Linearity)和稳定性(Stability)。方差指测量数据的分散程度,也称为测量系统的重复性(Repeatability)和再现性(Reproducibility),简称为Gage R&R

Gage R&RMSA的分析工具。重复性是指在相同测量条件下,对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性;再现性是指在改变了的测量条件下,同一被测量的测量结果之间的一致性。

    

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