智能化管理在3C 領域精密零組件品質提升中的應用研究

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

1 3C 領域精密零組件制造質量管理特點

1.1 工藝流程變更與品質監控成本

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

1.2 產品價值對質量管控影響

3C 產品零組件因材料特殊、工藝復雜、技術含量高等特點其產品價值高，如果生產出現質量問題，造成的損失很大，所以對生產過程管控和質量管理有著極高的要求。

1.3 精細化加工帶來的質量管理困難

3C 產品零組件加工過程中，常常需要粗加工、精加工等不同程序，一旦設備參數設置出現問題就是批量零組件產品的報廢；同時，越來越精細化、數字化的生產加工下，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、作業規范出錯或是理解不到位都可能導致加工出錯。如何提高加工精度、準確率，降低零組件產品的報廢率、返工率等，是精密零部件加工的重要任務。

1.4 傳統質量管理下人的作用

傳統的質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行檢驗。由于人為檢測對人的責任心、經驗和技術能力有較高的要求，在3C 精密零組件生產加工中，對質量檢測人員技能素養要求比較高。隨著數字化技術的發展與應用，質量檢測與質量管理也趨向于通過數字化提升質量檢測效率和管理水平。

2 3C 領域精密零組件品質提升的主要策略

質量管理是生產制造企業永恒的話題。在工業生產領域，為了提升產品生產質量，保證產品工藝品質，在實踐中形成了多種質量管理理論。

2.1 開發質量檢測機構

檢測是最傳統的質量管理手段，根據零組件相應品質需求通過檢驗與測試工具對零組件的材料、成品等進行可靠性、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，以及進行批量生產前的質量測試，等，以確保零組件產品符合品質要求。利用科學、精準的現代化檢測手段確保零組件及其原材料達到設計要求，確保零組件的性能滿足要求。

2.2 系統提升過程質量控制

生產過程也是質量形成的過程，通過過程控制可以從產品的質量源頭進行控制。過程控制因牽扯到時間、空間、程序以及多種生產要素，必須運用系統化、多維度的思路進行管控。注重生產過程的控制在穩定產品質量上發揮著重要作用。基于人機料法環的全方面質量管控，以及通過對關鍵過程點的重點監控，可以較為高效地發現和處理質量問題。

2.3 優化制程檢測標準

通過逐層逐級的制程設計與安排，規范系統運行管理。以規范性文件、操作培訓等落實到實際生產中。強調生產工序、工藝標準與過程的規范性和科學性，明確各重要過程質量檢測點和技術要求，建立科學的制程檢測標準規范，并在實際生產中不斷優化和提升制程檢測標準，以確保產品的整體質量要求，并為產品質量溯源明確了節點特性。

2.4 制程運行的品質數據統計分析

制程運行品質數據的統計分析不但是處理生產現場產品品質問題的重要手段，同時，也是基于制程分析數據的表現，預防品質問題發生的重要工具，根據數據的變化趨勢，可以將質量問題扼殺在未發生之前。在當下大數據時代，數據發揮著越來越重要的作用，在品質管理中也不例外。

3 智能化管理在3C 領域精密零組件品質提升中的應用

隨著工業智能化產業升級，3C 領域精密零組件產品生產也邁入了數字化、智能化時代。通過數智化的手段，開發檢測手段、系統提升過程質量控制、優化制程檢測標準、規范系統運行管理，以及制程運行的品質數據統計分析等等，可以極大提升零組件的品質，以達到更為系統、科學和高效的品質管理。

3.1 智能化管理下的質量管理系統平臺

質量管理智能化平臺建設的基本原理，主要是通過實時、動態地采集各類生產和檢測設備端的質量要素數據信息，進而匯集成數據庫和各類實時數據看板進行質量的數字化、自動化分析與管理。

通過智能化的質量管理，向外，可以連通質量與企業數字化管理間的關聯，加強生產流程、工藝技術、物料供給等要素對質量提升的影響和管理；向內，可以實現質量要素數據的數字化和自動化處理，制程能力的實施監測等。智能化質量管理平臺通過可視化看板，實現實時、動態、溯源、累積等多維度質量數據分析和自主決策。

3.2 不同智能化平臺下的質量管理理念

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

3.2.1 基于ERP 的精密零組件質量管理

做為傳統的企業信息化集成工具，ERP 集成了生產制造企業產品研發、核心業務和數據采集以及企業和供應鏈上的合作伙伴信息。隨著云時代的到來，ERP 也開始了云發展。ERP 系統平臺下，質量管理主要包括質量策劃、質量保證和質量控制等內容。基于ERP 的質量管理側重于糾正質量目標與達成質量目標過程中的偏差，通過減小執行偏差達成產品質量要求。

3.2.2 基于MES 的精密零組件質量管理

MES 是基于生產車間執行層面的生產信息管理平臺系統，實現了企業生產從接單開始，到排程、調度、生產過程控制、底層數據分析、上層數據集成分解以及生產管理諸如人力資源、質量、采購、成本、生產等多維度的智能化管理。在質量管理模塊中，強調事前預控、事中監控、事后管控，可以實現生產過程中的各類質量關鍵要素的全面記錄和完整溯源，能準確計算出產品的合格率和不合格率，并在統計分析模塊中呈現出各類分析結果，如圖1 所示。

圖1 MES 系統中的質量管控理念

3.2.3 基于QMS 的精密零組件質量管理

質量管理系統QMS 是主要為質量需求而搭建的系統平臺，用以解決傳統質量管理人工采集、傳遞、統計下質檢工作量大、任務繁重、人為干擾因素眾多、數據二次匯總準確性降低、質量事件溯源難、無法實時掌控和查詢質量信息等問題。它通過實時動態的質量信息監測與檢測、生產質量過程管控、質量溯源，以及質量要素數據信息的采集、分析與處理等統籌生產質量管理。QMS 系統基于ISO/TS體系管理要求，強調PDCA 循環理念進行開發和設計，實現了質量管理的策劃、實施、檢查、處理的正向循環，致力于實現企業質量管理的可持續優化以確保企業產品質量效益。以QMS 軟件服務供應商蓋勒普的系統方案為例，主要從質量規劃、檢驗規劃、質量過程、數據采集為主要功能模塊建立起QMS 平臺系統，進而實現智能化的質量管理，如圖2 所示。

圖2 蓋勒普的質量功能模塊舉例

3.2.4 基于QuAInS 的數字化檢測

QuAInS 數字化檢測平臺注重質量的數字化監測以及通過大數據驅動質量品質的提升，通過對生產車間不同生產數據的采集、分類、分析、處理等，實現數字化、可溯源的質量檢測與管理，并通過基于統計學模型的分析對數據分析結果進行質量風險預警，通過持續的數據檢測、統計與趨勢變化分析等為質量管理與品質優化提供幫助。除了少數不具備接口的儀器之外，可以實現95%以上測量數據的自動采集分析和看板呈現，在數字化檢測、質量風險預警、大數據分析、項目變更、自動化分析等方面具有優勢，詳見圖3。

圖3 QuAInS 數字檢測平臺功能模塊舉例

3.3 企業智能化質量管理系統平臺的選擇

在企業質量管理智能化的過程中，還需考慮平臺的選擇問題。

從質量管理平臺上來講，QuAInS 與設備端數據融合效果好，數據分析功能強大，專注于大數據信息層面的質量管理；QMS 通過統籌的、智能化的質量管理要素建構成為當下質量管理的主流；而MES 在質量管理之外，更注重生產現場統籌的智能化管理，在與企業數字化系統的融合上更為高效。從軟件供應商選擇角度來講，豐富的實施經驗可以極大地降低產品的試錯成本；同時，了解質量管理尤其具備質量管理咨詢能力的供應商在識別企業需求、針對性地解決實際問題上會更有幫助；最后，企業在軟件服務的資質、能力、品牌、口碑等要素也是供應商選擇重要參考條件。從企業自身角度來講，無論是3C 領域的精密零組件企業還是其他類生產企業，每個企業都有自己的獨特的資源條件、需求特點以及發展戰略，如何選擇一個合適的數智化管理系統，不能單從質量管理角度進行考量，需要統籌公司的系統資源、成本投入能力、質量管理與企業數字化管理的融合、與企業生產特點的融合等等，需要綜合考量和評估規范目標后再進行招標選擇。

3.4 智能化背景下質量管理系統平臺應用及其成效

以某公司基于QMS 系統的質量智能化管理平臺建設方案為例，根據3C 領域零部件生產特點以及企業智能化發展需要，以智能品質規劃、數據采集、巡檢過程、監控預警、分析決策、品質改善為主要功能模塊，建立起零組件生產的QMS 平臺系統。

3.4.1 智能化的品質分析

該系統基于AI 算法、5G 技術，結合公司現有各類生產設備數據信息，構建起全流程信息化的抽樣檢測和智能化管控系統。通過軟件平臺可以實現抽樣標準的即時導入、檢測樣本的智能分配、檢測結果的智能判定。通過可視化品質良率看板的數據分析和測試數據顯示、預警和預測，實現了問題整改確認、全程溯源、趨勢分析以及關聯到生產過程及發貨過程的數字化管理。

在過程能力上，通過現場數據規范建模，大大提升了制程能力，降低了生產過程不良的發生率；在標準提升上，建立了失敗案例庫、檢測標準數據庫等，積累了豐富的經驗數據，可幫助提升場內檢出能力，保障出廠質量水平。

3.4.2 質量管理效率的提升

針對3C 行業智能電子產品小批量、多種類、更新快、周期短，需要定制化、響應快速的產品和服務需求特點，該平臺建立起基于產品過程數據庫、項目管理、測試管理、生產管理、質量管理等模塊的智能化管理平臺系統。通過智能化的生產管理，極大地提升了企業的質量管理效率；同時，在產品開發周期、市場份額提升等方面也有著一定的積極作用。

3.4.3 數智化的質量管理

該系統采用了多種數字化、智能化的技術手段，建構起更為全面的數字化質量管理體系。實現了客戶點單唯一性、生產BOM 一致性解析、零部件線上自動控制、全生產過程數字化控制、制造工藝參數的自動化運行、能源的數字化控制等功能。其質量管控效果顯著：BOM 自動解析準確率100%、物料上線準確率100%、過程關鍵特性參數控制準確性98%、關鍵零部件追溯率100%、能源消耗降低了20%、人工程成本降低25%。

4 結束語

綜上所述，隨著工業產業的數字化、智能化轉型，智能化管理成為企業提高效率降低成本提升企業競爭力的重要手段。智能化的管理手段在3C 領域精密零組件品質提升中，無論是檢驗、檢測、預防，還是瑕疵控制等方面都將發揮越來越重要的作用。而質量管理人的工作也將越來越數字化，在解放忙碌雙手的同時，需要更加忙碌的大腦去思考、反思和探究計算機無法解決的問題，質量管理人員的勞動將從重復的“體力勞動”向更具戰略意義和問題解決的“腦力勞動”發展。