智能化管理在3C 領(lǐng)域精密零組件品質(zhì)提升中的應(yīng)用研究

劉萸 LIU Yu

（成都宏明雙新科技股份有限公司，成都 610091）

0 引言

3C 類電子產(chǎn)品因體量小、技術(shù)含量高、更新速度快，其零部件大都具有體積小、材料特殊、工藝復(fù)雜且公差要求高等特點(diǎn)。3C 產(chǎn)品的零組件工藝一般根據(jù)加工需要設(shè)計定制特殊的工藝流程，其加工制造對生產(chǎn)品質(zhì)要求較高。

1 3C 領(lǐng)域精密零組件制造質(zhì)量管理特點(diǎn)

1.1 工藝流程變更與品質(zhì)監(jiān)控成本

由于每個零組件都有一個工藝流程，從3C 產(chǎn)品零部件的生產(chǎn)管理角度來講，面對的是不同工藝流程下不同產(chǎn)品的生產(chǎn)管理。這就需要多種工藝流程間的變更和監(jiān)控，這種頻繁的變更以及不同種類零部件不同的監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)等帶來執(zhí)行上的高要求。

1.2 產(chǎn)品價值對質(zhì)量管控影響

3C 產(chǎn)品零組件因材料特殊、工藝復(fù)雜、技術(shù)含量高等特點(diǎn)其產(chǎn)品價值高，如果生產(chǎn)出現(xiàn)質(zhì)量問題，造成的損失很大，所以對生產(chǎn)過程管控和質(zhì)量管理有著極高的要求。

1.3 精細(xì)化加工帶來的質(zhì)量管理困難

3C 產(chǎn)品零組件加工過程中，常常需要粗加工、精加工等不同程序，一旦設(shè)備參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)問題就是批量零組件產(chǎn)品的報廢；同時，越來越精細(xì)化、數(shù)字化的生產(chǎn)加工下，粗加工、精加工多段位加工也帶來返工率、報廢率的居高不下；加工圖紙、作業(yè)規(guī)范出錯或是理解不到位都可能導(dǎo)致加工出錯。如何提高加工精度、準(zhǔn)確率，降低零組件產(chǎn)品的報廢率、返工率等，是精密零部件加工的重要任務(wù)。

1.4 傳統(tǒng)質(zhì)量管理下人的作用

傳統(tǒng)的質(zhì)量管理主要通過各種檢測工具和對不同工位上的班次抽檢進(jìn)行檢驗(yàn)。由于人為檢測對人的責(zé)任心、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)能力有較高的要求，在3C 精密零組件生產(chǎn)加工中，對質(zhì)量檢測人員技能素養(yǎng)要求比較高。隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，質(zhì)量檢測與質(zhì)量管理也趨向于通過數(shù)字化提升質(zhì)量檢測效率和管理水平。

2 3C 領(lǐng)域精密零組件品質(zhì)提升的主要策略

質(zhì)量管理是生產(chǎn)制造企業(yè)永恒的話題。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，為了提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，保證產(chǎn)品工藝品質(zhì)，在實(shí)踐中形成了多種質(zhì)量管理理論。

2.1 開發(fā)質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)

檢測是最傳統(tǒng)的質(zhì)量管理手段，根據(jù)零組件相應(yīng)品質(zhì)需求通過檢驗(yàn)與測試工具對零組件的材料、成品等進(jìn)行可靠性、阻燃性、震動性能、絕緣性能、溫濕度、紫外老化、折射率等開展不同類別的測試，以及進(jìn)行批量生產(chǎn)前的質(zhì)量測試，等，以確保零組件產(chǎn)品符合品質(zhì)要求。利用科學(xué)、精準(zhǔn)的現(xiàn)代化檢測手段確保零組件及其原材料達(dá)到設(shè)計要求，確保零組件的性能滿足要求。

2.2 系統(tǒng)提升過程質(zhì)量控制

生產(chǎn)過程也是質(zhì)量形成的過程，通過過程控制可以從產(chǎn)品的質(zhì)量源頭進(jìn)行控制。過程控制因牽扯到時間、空間、程序以及多種生產(chǎn)要素，必須運(yùn)用系統(tǒng)化、多維度的思路進(jìn)行管控。注重生產(chǎn)過程的控制在穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量上發(fā)揮著重要作用。基于人機(jī)料法環(huán)的全方面質(zhì)量管控，以及通過對關(guān)鍵過程點(diǎn)的重點(diǎn)監(jiān)控，可以較為高效地發(fā)現(xiàn)和處理質(zhì)量問題。

2.3 優(yōu)化制程檢測標(biāo)準(zhǔn)

通過逐層逐級的制程設(shè)計與安排，規(guī)范系統(tǒng)運(yùn)行管理。以規(guī)范性文件、操作培訓(xùn)等落實(shí)到實(shí)際生產(chǎn)中。強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)工序、工藝標(biāo)準(zhǔn)與過程的規(guī)范性和科學(xué)性，明確各重要過程質(zhì)量檢測點(diǎn)和技術(shù)要求，建立科學(xué)的制程檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并在實(shí)際生產(chǎn)中不斷優(yōu)化和提升制程檢測標(biāo)準(zhǔn)，以確保產(chǎn)品的整體質(zhì)量要求，并為產(chǎn)品質(zhì)量溯源明確了節(jié)點(diǎn)特性。

2.4 制程運(yùn)行的品質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

制程運(yùn)行品質(zhì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析不但是處理生產(chǎn)現(xiàn)場產(chǎn)品品質(zhì)問題的重要手段，同時，也是基于制程分析數(shù)據(jù)的表現(xiàn)，預(yù)防品質(zhì)問題發(fā)生的重要工具，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化趨勢，可以將質(zhì)量問題扼殺在未發(fā)生之前。在當(dāng)下大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)發(fā)揮著越來越重要的作用，在品質(zhì)管理中也不例外。

3 智能化管理在3C 領(lǐng)域精密零組件品質(zhì)提升中的應(yīng)用

隨著工業(yè)智能化產(chǎn)業(yè)升級，3C 領(lǐng)域精密零組件產(chǎn)品生產(chǎn)也邁入了數(shù)字化、智能化時代。通過數(shù)智化的手段，開發(fā)檢測手段、系統(tǒng)提升過程質(zhì)量控制、優(yōu)化制程檢測標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范系統(tǒng)運(yùn)行管理，以及制程運(yùn)行的品質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等等，可以極大提升零組件的品質(zhì)，以達(dá)到更為系統(tǒng)、科學(xué)和高效的品質(zhì)管理。

3.1 智能化管理下的質(zhì)量管理系統(tǒng)平臺

質(zhì)量管理智能化平臺建設(shè)的基本原理，主要是通過實(shí)時、動態(tài)地采集各類生產(chǎn)和檢測設(shè)備端的質(zhì)量要素數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而匯集成數(shù)據(jù)庫和各類實(shí)時數(shù)據(jù)看板進(jìn)行質(zhì)量的數(shù)字化、自動化分析與管理。

通過智能化的質(zhì)量管理，向外，可以連通質(zhì)量與企業(yè)數(shù)字化管理間的關(guān)聯(lián)，加強(qiáng)生產(chǎn)流程、工藝技術(shù)、物料供給等要素對質(zhì)量提升的影響和管理；向內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量要素數(shù)據(jù)的數(shù)字化和自動化處理，制程能力的實(shí)施監(jiān)測等。智能化質(zhì)量管理平臺通過可視化看板，實(shí)現(xiàn)實(shí)時、動態(tài)、溯源、累積等多維度質(zhì)量數(shù)據(jù)分析和自主決策。

3.2 不同智能化平臺下的質(zhì)量管理理念

質(zhì)量做為產(chǎn)品價值的重要評價要素，無論是從企業(yè)管理、生產(chǎn)管理還是專門的質(zhì)量管理角度來講都十分注重產(chǎn)品質(zhì)量的提升。但在不同的管理視角下會有不同的理解，在處理質(zhì)量問題、提升產(chǎn)品品質(zhì)上也會有不同的思考。

3.2.1 基于ERP 的精密零組件質(zhì)量管理

做為傳統(tǒng)的企業(yè)信息化集成工具，ERP 集成了生產(chǎn)制造企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、核心業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)采集以及企業(yè)和供應(yīng)鏈上的合作伙伴信息。隨著云時代的到來，ERP 也開始了云發(fā)展。ERP 系統(tǒng)平臺下，質(zhì)量管理主要包括質(zhì)量策劃、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制等內(nèi)容。基于ERP 的質(zhì)量管理側(cè)重于糾正質(zhì)量目標(biāo)與達(dá)成質(zhì)量目標(biāo)過程中的偏差，通過減小執(zhí)行偏差達(dá)成產(chǎn)品質(zhì)量要求。

3.2.2 基于MES 的精密零組件質(zhì)量管理

MES 是基于生產(chǎn)車間執(zhí)行層面的生產(chǎn)信息管理平臺系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)從接單開始，到排程、調(diào)度、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)分析、上層數(shù)據(jù)集成分解以及生產(chǎn)管理諸如人力資源、質(zhì)量、采購、成本、生產(chǎn)等多維度的智能化管理。在質(zhì)量管理模塊中，強(qiáng)調(diào)事前預(yù)控、事中監(jiān)控、事后管控，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的各類質(zhì)量關(guān)鍵要素的全面記錄和完整溯源，能準(zhǔn)確計算出產(chǎn)品的合格率和不合格率，并在統(tǒng)計分析模塊中呈現(xiàn)出各類分析結(jié)果，如圖1 所示。

圖1 MES 系統(tǒng)中的質(zhì)量管控理念

3.2.3 基于QMS 的精密零組件質(zhì)量管理

質(zhì)量管理系統(tǒng)QMS 是主要為質(zhì)量需求而搭建的系統(tǒng)平臺，用以解決傳統(tǒng)質(zhì)量管理人工采集、傳遞、統(tǒng)計下質(zhì)檢工作量大、任務(wù)繁重、人為干擾因素眾多、數(shù)據(jù)二次匯總準(zhǔn)確性降低、質(zhì)量事件溯源難、無法實(shí)時掌控和查詢質(zhì)量信息等問題。它通過實(shí)時動態(tài)的質(zhì)量信息監(jiān)測與檢測、生產(chǎn)質(zhì)量過程管控、質(zhì)量溯源，以及質(zhì)量要素數(shù)據(jù)信息的采集、分析與處理等統(tǒng)籌生產(chǎn)質(zhì)量管理。QMS 系統(tǒng)基于ISO/TS體系管理要求，強(qiáng)調(diào)PDCA 循環(huán)理念進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量管理的策劃、實(shí)施、檢查、處理的正向循環(huán)，致力于實(shí)現(xiàn)企業(yè)質(zhì)量管理的可持續(xù)優(yōu)化以確保企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量效益。以QMS 軟件服務(wù)供應(yīng)商蓋勒普的系統(tǒng)方案為例，主要從質(zhì)量規(guī)劃、檢驗(yàn)規(guī)劃、質(zhì)量過程、數(shù)據(jù)采集為主要功能模塊建立起QMS 平臺系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化的質(zhì)量管理，如圖2 所示。

圖2 蓋勒普的質(zhì)量功能模塊舉例

3.2.4 基于QuAInS 的數(shù)字化檢測

QuAInS 數(shù)字化檢測平臺注重質(zhì)量的數(shù)字化監(jiān)測以及通過大數(shù)據(jù)驅(qū)動質(zhì)量品質(zhì)的提升，通過對生產(chǎn)車間不同生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、分類、分析、處理等，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、可溯源的質(zhì)量檢測與管理，并通過基于統(tǒng)計學(xué)模型的分析對數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量風(fēng)險預(yù)警，通過持續(xù)的數(shù)據(jù)檢測、統(tǒng)計與趨勢變化分析等為質(zhì)量管理與品質(zhì)優(yōu)化提供幫助。除了少數(shù)不具備接口的儀器之外，可以實(shí)現(xiàn)95%以上測量數(shù)據(jù)的自動采集分析和看板呈現(xiàn)，在數(shù)字化檢測、質(zhì)量風(fēng)險預(yù)警、大數(shù)據(jù)分析、項(xiàng)目變更、自動化分析等方面具有優(yōu)勢，詳見圖3。

圖3 QuAInS 數(shù)字檢測平臺功能模塊舉例

3.3 企業(yè)智能化質(zhì)量管理系統(tǒng)平臺的選擇

在企業(yè)質(zhì)量管理智能化的過程中，還需考慮平臺的選擇問題。

從質(zhì)量管理平臺上來講，QuAInS 與設(shè)備端數(shù)據(jù)融合效果好，數(shù)據(jù)分析功能強(qiáng)大，專注于大數(shù)據(jù)信息層面的質(zhì)量管理；QMS 通過統(tǒng)籌的、智能化的質(zhì)量管理要素建構(gòu)成為當(dāng)下質(zhì)量管理的主流；而MES 在質(zhì)量管理之外，更注重生產(chǎn)現(xiàn)場統(tǒng)籌的智能化管理，在與企業(yè)數(shù)字化系統(tǒng)的融合上更為高效。從軟件供應(yīng)商選擇角度來講，豐富的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)可以極大地降低產(chǎn)品的試錯成本；同時，了解質(zhì)量管理尤其具備質(zhì)量管理咨詢能力的供應(yīng)商在識別企業(yè)需求、針對性地解決實(shí)際問題上會更有幫助；最后，企業(yè)在軟件服務(wù)的資質(zhì)、能力、品牌、口碑等要素也是供應(yīng)商選擇重要參考條件。從企業(yè)自身角度來講，無論是3C 領(lǐng)域的精密零組件企業(yè)還是其他類生產(chǎn)企業(yè)，每個企業(yè)都有自己的獨(dú)特的資源條件、需求特點(diǎn)以及發(fā)展戰(zhàn)略，如何選擇一個合適的數(shù)智化管理系統(tǒng)，不能單從質(zhì)量管理角度進(jìn)行考量，需要統(tǒng)籌公司的系統(tǒng)資源、成本投入能力、質(zhì)量管理與企業(yè)數(shù)字化管理的融合、與企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)的融合等等，需要綜合考量和評估規(guī)范目標(biāo)后再進(jìn)行招標(biāo)選擇。

3.4 智能化背景下質(zhì)量管理系統(tǒng)平臺應(yīng)用及其成效

以某公司基于QMS 系統(tǒng)的質(zhì)量智能化管理平臺建設(shè)方案為例，根據(jù)3C 領(lǐng)域零部件生產(chǎn)特點(diǎn)以及企業(yè)智能化發(fā)展需要，以智能品質(zhì)規(guī)劃、數(shù)據(jù)采集、巡檢過程、監(jiān)控預(yù)警、分析決策、品質(zhì)改善為主要功能模塊，建立起零組件生產(chǎn)的QMS 平臺系統(tǒng)。

3.4.1 智能化的品質(zhì)分析

該系統(tǒng)基于AI 算法、5G 技術(shù)，結(jié)合公司現(xiàn)有各類生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建起全流程信息化的抽樣檢測和智能化管控系統(tǒng)。通過軟件平臺可以實(shí)現(xiàn)抽樣標(biāo)準(zhǔn)的即時導(dǎo)入、檢測樣本的智能分配、檢測結(jié)果的智能判定。通過可視化品質(zhì)良率看板的數(shù)據(jù)分析和測試數(shù)據(jù)顯示、預(yù)警和預(yù)測，實(shí)現(xiàn)了問題整改確認(rèn)、全程溯源、趨勢分析以及關(guān)聯(lián)到生產(chǎn)過程及發(fā)貨過程的數(shù)字化管理。

在過程能力上，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)規(guī)范建模，大大提升了制程能力，降低了生產(chǎn)過程不良的發(fā)生率；在標(biāo)準(zhǔn)提升上，建立了失敗案例庫、檢測標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫等，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可幫助提升場內(nèi)檢出能力，保障出廠質(zhì)量水平。

3.4.2 質(zhì)量管理效率的提升

針對3C 行業(yè)智能電子產(chǎn)品小批量、多種類、更新快、周期短，需要定制化、響應(yīng)快速的產(chǎn)品和服務(wù)需求特點(diǎn)，該平臺建立起基于產(chǎn)品過程數(shù)據(jù)庫、項(xiàng)目管理、測試管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理等模塊的智能化管理平臺系統(tǒng)。通過智能化的生產(chǎn)管理，極大地提升了企業(yè)的質(zhì)量管理效率；同時，在產(chǎn)品開發(fā)周期、市場份額提升等方面也有著一定的積極作用。

3.4.3 數(shù)智化的質(zhì)量管理

該系統(tǒng)采用了多種數(shù)字化、智能化的技術(shù)手段，建構(gòu)起更為全面的數(shù)字化質(zhì)量管理體系。實(shí)現(xiàn)了客戶點(diǎn)單唯一性、生產(chǎn)BOM 一致性解析、零部件線上自動控制、全生產(chǎn)過程數(shù)字化控制、制造工藝參數(shù)的自動化運(yùn)行、能源的數(shù)字化控制等功能。其質(zhì)量管控效果顯著：BOM 自動解析準(zhǔn)確率100%、物料上線準(zhǔn)確率100%、過程關(guān)鍵特性參數(shù)控制準(zhǔn)確性98%、關(guān)鍵零部件追溯率100%、能源消耗降低了20%、人工程成本降低25%。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，智能化管理成為企業(yè)提高效率降低成本提升企業(yè)競爭力的重要手段。智能化的管理手段在3C 領(lǐng)域精密零組件品質(zhì)提升中，無論是檢驗(yàn)、檢測、預(yù)防，還是瑕疵控制等方面都將發(fā)揮越來越重要的作用。而質(zhì)量管理人的工作也將越來越數(shù)字化，在解放忙碌雙手的同時，需要更加忙碌的大腦去思考、反思和探究計算機(jī)無法解決的問題，質(zhì)量管理人員的勞動將從重復(fù)的“體力勞動”向更具戰(zhàn)略意義和問題解決的“腦力勞動”發(fā)展。