李婷

摘 ?要：文章根據(jù)制造供應(yīng)商實際產(chǎn)品的測量需求，開發(fā)了一套自動測量系統(tǒng)，并結(jié)合Minitab軟件對產(chǎn)品測量數(shù)據(jù)進行了數(shù)據(jù)分析，根據(jù)分析結(jié)果，給出了相關(guān)結(jié)論及改進意見。

關(guān)鍵詞：過程管理控制;測量系統(tǒng)分析

中圖分類號：TP274+.5 ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2014）35-0037-02

1 ?課題研究背景

跨國企業(yè)通常會把供應(yīng)商的質(zhì)量保證體系建設(shè)作為考核的重要衡量指數(shù)進行選擇和評估，并且也會將先進的測量系統(tǒng)開發(fā)和研究的應(yīng)用情況作為衡量制造供應(yīng)商能否長期穩(wěn)定供應(yīng)合格產(chǎn)品的關(guān)鍵參照之一。

本課題所研究的A公司是行業(yè)內(nèi)知名的電子消費品公司，其在中國的制造模式是尋求代工生產(chǎn)，該公司對生產(chǎn)制程的嚴(yán)要求以及對產(chǎn)品驗收的高標(biāo)準(zhǔn)，要求其制造供應(yīng)商能提供與之相符的質(zhì)量控制系統(tǒng)。從第一代產(chǎn)品開始，A公司便擁有數(shù)量龐大的忠實擁躉。就在今年九月份公布其最新一代的產(chǎn)品后，全球預(yù)訂量更是刷新歷史最高記錄，這也給國內(nèi)為其代工的制造商帶來了產(chǎn)能協(xié)調(diào)和質(zhì)量把控的挑戰(zhàn)。

對于A公司而言，一直專注于產(chǎn)品的質(zhì)量和用戶體驗。因此，研究、分析、評價并搭建一個快速反饋的自動化量測系統(tǒng)，對企業(yè)連續(xù)改善產(chǎn)品質(zhì)量、持續(xù)提高服務(wù)水平有著極其重大的意義。

2 ?理論基礎(chǔ)

眾所周知，實施質(zhì)量管理，需要工具的輔助。無論是用何種質(zhì)量工具，都需要獲取數(shù)據(jù)才能進行分析。數(shù)據(jù)的使用極其廣泛，產(chǎn)品質(zhì)量管理的成敗與收益在很大程度上取決于所使用的數(shù)據(jù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)的取得則需要測量來實現(xiàn)。我們通常會通過測量手段來評估一個過程或者結(jié)果。

測量數(shù)據(jù)在質(zhì)量管理活動中的作用著重體現(xiàn)在三方面：一是判斷產(chǎn)品是否合格;二是判斷生產(chǎn)過程是否處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài);三是確定兩個或者多個變量之間是否有顯著性關(guān)系。由此不難看出，分析結(jié)果的準(zhǔn)確與否將依賴于測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。因此，為了獲得優(yōu)質(zhì)的測量數(shù)據(jù)，對測量系統(tǒng)的分析評價不可或缺。通常我們用MSA（Measurement System Analysis，MSA）來評估測量系統(tǒng)的質(zhì)量，是運用統(tǒng)計學(xué)的方法分析研究測量系統(tǒng)中的各個變差源，以及它們對測量結(jié)果的貢獻，并根據(jù)可接受的判斷方法判斷測量系統(tǒng)的符合性。

3 ?當(dāng)前過程質(zhì)量管理存在的問題

隨著科技技術(shù)的不斷進步，科技產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)層出不窮，作為電子科技行業(yè)領(lǐng)頭軍，A公司擁有一系列完整的產(chǎn)品線并具備一套完整的生態(tài)系統(tǒng)，該公司從整體戰(zhàn)略層面在中國投入了大量的代工生產(chǎn)，并派出了大量的駐廠工程師團隊去監(jiān)督管理各級供應(yīng)商，但仍然存在對各工廠之間參差不齊的制造水平的擔(dān)憂。

從以往的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗來看，目前A公司在F工廠的代工產(chǎn)品在其數(shù)控車銑階段，并沒有實現(xiàn)真正的過程控制，過程品質(zhì)量容易出現(xiàn)波動，出現(xiàn)質(zhì)量波動主要有幾方面的原因。

3.1 ?人員流動性大

生產(chǎn)第一線的員工流失率大，一直是制造工廠的軟肋。尤其對于現(xiàn)場質(zhì)量管控人員而言，對產(chǎn)品的熟悉程度及質(zhì)檢的掌握程度都是至關(guān)重要的，直接影響到后端工序。人員的快速更替導(dǎo)致現(xiàn)場的培訓(xùn)不能及時到位，工作職責(zé)不夠明晰，容易成為過程管理控制的瓶頸。

3.2 ?質(zhì)檢工具落后

在此新產(chǎn)品開發(fā)中，F(xiàn)工廠仍然使用大量的手動檢具（如塞規(guī)、高度規(guī)、通過/不通過檢具）進行抽樣檢測，這就要求針對數(shù)百個尺寸都需要單獨設(shè)計相應(yīng)的檢具，形狀樣式各不相同，數(shù)量會非常多，并且需要配備大量的在線檢測操作工，效率低下，容易出錯。所生成的數(shù)據(jù)都是離散型數(shù)據(jù)，無法以此來準(zhǔn)確評估分析測量手段的合理性。

3.3 ?檢測周期不穩(wěn)定

目前F工廠在過程管理控制中仍大量采用人工的方式進行抽樣檢測。人工檢測依賴于操作者對作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的熟練程度，對于不同的尺寸檢測需求，需要不斷替換相應(yīng)的檢具進行操作，一旦作業(yè)流程出現(xiàn)錯誤，如拿錯檢具、操作不當(dāng)?shù)?，就會變成瓶頸，極易造成抽檢作業(yè)線的呆滯，導(dǎo)致測量的周期無法準(zhǔn)確估量。

3.4 ?解決問題滯后性嚴(yán)重

人工抽檢不能根據(jù)判定結(jié)果及時反饋并解決問題。一般來說，檢驗結(jié)果判定后，不合格的產(chǎn)品將被放在隔離區(qū)，由現(xiàn)場質(zhì)量管理人員定點來領(lǐng)取，根據(jù)檢驗單或產(chǎn)品上的不合格標(biāo)記重新去機臺取樣復(fù)測，如果是機臺造成的產(chǎn)品超差，在此時再檢查調(diào)整機臺，已經(jīng)嚴(yán)重滯后，會造成該工位的不良在制品流入后端工序，導(dǎo)致大量的重新加工或直接報廢。

3.5 ?沒有形成完整的測量系統(tǒng)

利用人工檢具的方式抽樣檢測，只是采取了測量工具，并沒有形成閉環(huán)的測量系統(tǒng)。F工廠過程管控輸出的數(shù)據(jù)大部分都是離散型數(shù)據(jù)（通過/不通過），以及少部分連續(xù)性數(shù)據(jù)，比如由高度規(guī)測出的相對尺寸。離散型數(shù)據(jù)難以體現(xiàn)出產(chǎn)品質(zhì)量的波動和趨勢，并且這些數(shù)據(jù)均由現(xiàn)場質(zhì)檢人員手動錄入，未進入數(shù)據(jù)庫存儲，容易出現(xiàn)漏錄或丟失。對于分析測量系統(tǒng)能力以及短期、長期制程能力等，沒有足夠的數(shù)據(jù)支持。

4 ?測量系統(tǒng)的設(shè)計搭建

該課題的研究依托于A公司正在研發(fā)的一款新型便攜式筆記本電腦。F工廠負(fù)責(zé)該產(chǎn)品的主體件——金屬外殼部分的制造生產(chǎn)，主要利用CNC（計算機數(shù)控）銑床，經(jīng)過數(shù)十道復(fù)雜工序的加工，生產(chǎn)出一個筆記本電腦外殼，可以容納全鍵盤、觸摸板，及各類端口等。其主要特征表現(xiàn)在以下方面。

4.1 ?產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜

相較于前代產(chǎn)品，新產(chǎn)品更注重用戶體驗，在產(chǎn)品尺寸、結(jié)構(gòu)重量、功能設(shè)計上都更具備前瞻性和創(chuàng)新性。

4.2 ?產(chǎn)品加工工藝流程復(fù)雜

由于設(shè)計研發(fā)的復(fù)雜性，成型工藝經(jīng)過數(shù)月的反復(fù)檢討和研究，目前仍有數(shù)十站之多，為歷年來最為復(fù)雜的產(chǎn)品工藝之一。

4.3 ?檢測尺寸公差要求嚴(yán)格

A公司的產(chǎn)品一向注重用戶體驗，質(zhì)量至上，尺寸要求格外重要，是產(chǎn)品更是藝術(shù)品，不允許任何可目視的瑕疵。

復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計、繁多的工藝流程、嚴(yán)格的尺寸要求等全方位的加深了該產(chǎn)品的質(zhì)量控制和管理的難度。

根據(jù)上述對A公司新產(chǎn)品開發(fā)的主要特征，以及對目前過程管控的問題分析，筆者所在的團隊研發(fā)設(shè)計出了一套全新的測量系統(tǒng)，以滿足A公司的產(chǎn)品質(zhì)量要求，并能提高F工廠的過程質(zhì)量控制：

①針對數(shù)控銑床的第二道工序至第四道工序，產(chǎn)品經(jīng)過每一站后都需要抽樣檢測。針對數(shù)控機床的第五道工序，產(chǎn)品在本工位結(jié)束加工后，需要進行100%的全檢?？傆嬎膫€工序的尺寸共計110個SPC尺寸需要測量。

②主要涉及的尺寸類型涵蓋輪廓度、平面度、肉厚及軸向（X/Y/Z向）的相對尺寸等。

③測量系統(tǒng)可以滿足其產(chǎn)能的需求，在緊急訂單和需求波動下，能靈活分配可用設(shè)備數(shù)量，匹配對應(yīng)的量測產(chǎn)能。

④能及時反饋不良產(chǎn)品信息，發(fā)現(xiàn)問題所在，追溯到對應(yīng)的數(shù)控機臺進行返修及復(fù)測。

⑤電子看板管理，實時更新測量數(shù)據(jù)及統(tǒng)計量，使現(xiàn)場及辦公室質(zhì)量相關(guān)負(fù)責(zé)人能實時掌握動態(tài)信息。

5 ?測量系統(tǒng)的分析

按上述需求搭建完成測量系統(tǒng)后，需對其可靠性進行驗證，方可投入使用。測量系統(tǒng)分析一般可以分為兩個階段：

第一階段，新系統(tǒng)可靠性驗證。一般是針對新開發(fā)的測量系統(tǒng)而言。在測量系統(tǒng)開發(fā)驗證階段或即將投入量產(chǎn)使用前進行，主要目的是為了充分了解測量系統(tǒng)的性能，并確定新的測量系統(tǒng)是否能夠滿足相關(guān)需求。

第二階段，老系統(tǒng)穩(wěn)定性驗證。一般針對已經(jīng)量產(chǎn)使用的測量系統(tǒng)而言，是在測量系統(tǒng)的正常使用過程中進行持續(xù)分析，目的是為了驗證測量系統(tǒng)有沒有發(fā)生偏移或其他變化，是否能夠持續(xù)的滿足相關(guān)需求;或者是有關(guān)測量系統(tǒng)的技術(shù)要求、客戶標(biāo)準(zhǔn)等發(fā)生變化，需要重新進行測量系統(tǒng)分析。

目前，沒有標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)來定義和控制這兩個階段之間的間隔，一般是根據(jù)測量設(shè)備本身的固有特性、使用頻率以及客戶需求來確定。通常根據(jù)測量系統(tǒng)的使用目的和客戶需求來確定需要分析研究的特性、評價判定的周期以及評價標(biāo)準(zhǔn)的選取。

對于本課題而言，這是一套全新的測量系統(tǒng)，并且是自動測量設(shè)備，因此要求其要有較高的穩(wěn)定性和重復(fù)性，所以主要分析其測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和重復(fù)性特性等。

結(jié)合A公司的實際情況，參考一般的測量分析流程，本課題的測量系統(tǒng)分析的流程包括以下幾部分內(nèi)容：研究前的準(zhǔn)備;評估穩(wěn)定性;評價偏移;檢定/校準(zhǔn);評估線性;評價重復(fù)性和再現(xiàn)性;評價和標(biāo)準(zhǔn)機臺（三坐標(biāo)自動量測機）的一致性;得出結(jié)論并改進。

6 ?結(jié) ?語

本課題根據(jù)A公司新產(chǎn)品生產(chǎn)的過程管理的需求，搭建了一套全新的自動化測量系統(tǒng)，并運用統(tǒng)計理論模型分別分析了測量系統(tǒng)分析的各個評價指標(biāo)的統(tǒng)計特性，對連續(xù)型測量系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的分析研究，并結(jié)合實際數(shù)據(jù)進行案例剖析，通過整個研究過程可以得出以下結(jié)論：

①一套測量系統(tǒng)的搭建，必須因地制宜，綜合考慮產(chǎn)品的實際需求、可行性及成本等。

②測量系統(tǒng)是過程質(zhì)量管理必不可少的環(huán)節(jié)之一。只有穩(wěn)定可靠的測量系統(tǒng)才能為持續(xù)改進過程質(zhì)量管理貢獻價值。

③測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量將直接影響分析的準(zhǔn)確性。如果測量數(shù)據(jù)本身存在問題，那么基于這些數(shù)據(jù)進行的分析決策將毫無價值意義，甚至?xí)驗榈贸龅腻e誤結(jié)論導(dǎo)致戰(zhàn)略失策。因此，一個測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性將直接影響到對產(chǎn)品和過程質(zhì)量的判斷。所以在質(zhì)量改進工作中，必須要進行測量系統(tǒng)分析。

④本文的主要研究內(nèi)容可以作為公司的技術(shù)資料及指導(dǎo)案例推廣到其他產(chǎn)品線及制造供應(yīng)商，對其他測量系統(tǒng)進行分析時參考。

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