电子产品质量控制技术课程建设及教学方法探讨

许耀山

（厦门海洋职业技术学院，福建厦门，361012）

电子产品质量控制技术课程建设及教学方法探讨

许耀山

（厦门海洋职业技术学院，福建厦门，361012）

电子产品质量问题不仅关系到广大消费者的权益而且关系到企业的生存与发展，是国家竞争实力的一种体现。文章分析了当前电子产品质量教学存在的问题，说明了生产实际对人才培养的需求，阐述了质量控制技术教学主要内容和学习要求，强调质量控制系统教学应从质量控制基本概念开始，重视产品可制造性设计和生产现场7S管理，学习统计抽样技术、各种QCC工具、SPC工具和六西格玛管理及ISO9000质量保证体系知识等。提出了综合运用理实一体、项目式和案例式教学方法，并经三年教学实践证明有较好的效果。

电子产品；质量控制；课程建设；实施方法

一、引言

国家质量监督检验检疫总局局长支树平在2016年全国“两会”部长通道上接受采访时说，今年及至整个“十三五”要抓住重点消费品，打一场质量提升攻坚战。质量问题不仅关系到广大消费者的权益而且关系到企业的生存与发展，是国家竞争实力的一种体现。电子信息企业，无论是新进员工还是工作多年的老员工都必须接受电子产品质量控制技术培训以提高产品的质量水平。现在也有许多电子信息专业的高等职业技术学院毕业生在企业在从事相关专业的质量控制与管理工作。然而，一些高等职业技术学院并没有对产品质量控制技术进行系统的教学，使得毕业生难以快速适应企业岗位的需求；也有一些企业对员工的培训也缺乏系统性和针对性，对质量问题从源头控制认识不足，影响质量控制效果以及未能应用现代技术对品质进行控制而影响质量控制效率。这就表明了对高等职业技术学院学生和企业员工进行系统的现代质量技术课程建设及教学十分必要。

二、目前电子产品质量控制教学存在的问题分析

电子产品质量控制涉及范围较广，从源头的产品研发、元器件采购到产品的制造过程，从产品检验出货再到售后服务都必须进行控制。然而，从目前一些与电子产品质量教学相关的教材来看，一是对企业人才岗位需求了解不够，企业对电子质量控制不仅仅品质管理岗位，许多岗位都要有相关知识和技能。当前的教学内容主要是针对品管岗位，存在一定的局限性。二是缺乏系统性，没有从源头控制相关内容，如可制造性设计部分；没有对电子产品安装质量国际标准进行教学，如IPC-A-610E标准。三是对于电子产品质量控制相关数据处理使用复杂公式进行计算，学习效率低，影响学习积极性。而教学方法基本采用单一的讲授法，没有把理论知识与技能训练结合起来使得学习效果较差。因此，认识课程对应的工作岗位，对课程进行建设，改革教学方法具有重要意义。

三、电子产品质量控制技术课程对应的工作岗位

电子产品质量控制涉及的电子信息企业内部组织主要包括产品的研发部、元器件的采购、工艺技术、生产制造、品质管理和产品售后服务部门。对于这些部门的每一个员工都必须进行质量意识教育而对于下列的岗位人员则必须进行系统或针对性的质量控制技术和技术技能训练。研发部门的PCB LAYOUT工程技术人员，要求针对性地学习可制造性设计部分；元器件采购人员针对性学习检验的基本知识及供应商管理知识；工艺技术部的IE、TE、PE人员和质量管理部门的IQC、PQC、FQC、OQC人员必须系统的学习全部的内容掌握技术技能；生产制造部要有针对性学习缺陷的判定标准、生产现场7S管理、QCC活动与工具、SPC工具；售后服务部门人员针对性学习统计工具及ISO9000相关知识。

四、电子产品质量控制技术课程的主要内容和要求

电子产品质量控制技术教学的对象是企业员工（包含企业工程技术人员）和高等职业技术学院的学生，因此，教学应从基础开始逐步深入，同时为了能系统的进行也要兼顾企业的工作流程来进行。

（一）常见质量缺陷的定义及判定标准

对于高等职业技术学院的学生或企业新员工来说，由于与生产实际接触面有限，许多学生或新员工不知缺陷的定义更不知判定标准，相关教材也少；而对于企业的老员工来说，若没有系统的学习则对缺陷的判定标准是一知半解。因此，很有必要结合企业的生产实际教学或培训相应的内容。

1．明确缺陷与不良品的定义和分类：缺陷：指在产品单位上任何不符合特定要求条件者。［1］不良品：指一个产品单位上含有一个或以上的缺陷。它们依据程度不同均可分为三类：严重、主要和次要缺陷或不良品。

2．学习电子产品PCBA安装缺陷判定和可接收条件

IPC-A-610E-2010是最新的国际电子器件安装可接受性标准。IPC是印制电路协（Institute of Printed Circuits）的英文首字母缩写。高等职业教学或企业员工培训时务必把这一标准列入教学内容并对电子产品PCBA安装时的两个关键工序：SMT和插件工序的安装位置和焊接要求进行详细的说明。SMT工序有：（1）SMT元件放置状态目标条件、缺陷条件和可接收条件；（2）SMT元件焊接目标条件、缺陷条件和可接收条件。插件工序有：（1）插件元件放置状态目标条件、缺陷条件和可接收条件；（2）插件元件焊接目标条件、缺陷条件和可接收条件。每个条件要有描述及图片说明以便学生或员工识别类型，明确哪些是可接收，哪些是不可接收。

（二）质量工作程序

质量工作程序是指在企业中从事质量管理工作的基本方法和一般规律，也称PDCA循环。PDCA是英语单词Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）和Action（调整）的第一个字母。PDCA循环的工作程序概括起来有四个阶段八个步骤。其中四个阶段为计划阶段（P）、实施阶段（D）、检查阶段（C）和调整阶段（A）。教学过程要求强调PDCA循环一定要顺序形成一个大圈，接着四个阶段不停地转。同时其转动不是在原地转动，而是每转一圈都有新的计划和目标，使质量水平不断提高。

（三）可制造性设计与评审

可制造性设计主要包括：PCB安装方案设计、PCB外形尺寸及定位标志或定位孔的尺寸设计、器件的排板布局设计、焊盘及导线的设计。［2］可制造性评审也称为工艺评审，其内容涉产品的整个制造过程的各个环节。

1．SMT部分的评审内容［2］

这一部分评审的内容有PCB板是否设置MARK点或定位孔，四角是否设计圆弧，IC第一脚与板号是否有标志，部品最小间距是否符合规范要求，回流焊盘设计能否保证焊接质量，V型槽或邮票孔设置是否能防止分板时损坏器件及防止PCB板变形等。

2．自动插件部分评审内容

集合板的设计是否合理便于提高生产效率，是否在禁止区域内放置器件，竖插与卧插元件最小间距设置是否能防止元器件干涉及出现其他质量问题。

3．手工插件与波峰焊接部分评审内容

手工插件IC第一脚标志是否设置，波峰焊盘设是否合理，异形孔设计能否防止在波峰焊接时焊锡涌入元件面，对于需要波峰焊接的较大PCB板是否进行中线设置。

4．ICT测试部分

测试点的大小是否根据PCB板的实际情况尽可能设置较大的测试点，尽可能独立设置测试点，一个等电位的铜箔（焊盘线）至少需要一个测试点。

上述内容极为重要，不仅仅与质量相关而且与生产效率和制造成本密切相关，可以把上述内容列成表格进行PCB板评审。

（四）生产现场7S管理技术［3］

质量控制离不开过程，而过程离不开现场。管理好现场的最好方法是实施7S管理技术。7S是整理（Seirz）、整顿（Seiton）、清扫（Seiso）、清洁（Seikeetsu）、素养（Shitsuke）、安全（safety）和节约（save）这7个词的缩写。7S的最终目标是提高员工的素养，这也是职业教育目标之一。而要达到素养的要求则需要一个复杂的过程。但可以从整理、整顿、清扫做起。整理的定义是区分必需品与非必需，难点是如何制定判定准则。这个准则是需要根据实际情况来制定，也可参照行业的做法。整顿难点是现场科学的布局及三要素和三定原则。清扫重点在于发现问题，清洁是维持前3S的成果。对学生来说，通过学习7S管理技术和开展7S管理活动也可以培养学生职业素养，促进职业能力的提升。在教学过程中务必通过事例来理解各个S的内涵。

（五）统计抽样技术

统计抽样技术这一部分可以根据电子信息企业的实际应用需要来确定教学内容。生产过程控制需要对不良数据进行统计后再作分析。而对数据统计一般是通过抽样检验来进行的。所以，首先，应当学习抽样的基本概念；其次，国家对抽样检验制定了标准，常用的标准是GB/ T2828.1也是要学习的内容；最后，为了能够快速的应用统计技术，应当学习统计软件Minitab的应用。

1．抽样检验的术语

抽样检验有许多特点的术语，如单位产品、检验批、批量、样本、合格判定数、抽样方案、接收质量限AQL和极限质量限LQ等，是教学过程中首先需要进行学习的。

2．抽样检验标准的应用

当前多数电子信息企业运用GB2828.1-2012标准实施计数抽样检验。因此，教学过程中要求让学生熟练掌握这一抽样标准的具体应用。要求明确抽样方案的形式（n，Ac，Re）或（n，Ac），会查样本量字码表，在确定AQL值和样本代码后，可以求出抽样方案。正如前面所述，常见的检验形式有一次、双次、多次和逐次抽检，因此，对应于这些检验形式国家分别有不同的标准。

3．MINITAB的应用

电子产品质量控制需要应用统计学相关知识，而统计学有一定的抽象性，一些计算十分繁琐。当前一些质量管理较好的企业均使用Minitab软件来解决此问题。因此，教学过程中必须让学生熟练掌握Minitab软件的应用。质量控制技术中的QC、SPC及六西格玛等应用Minitab工具软件会使得解决实际问题变为十分容易。

（六）QCC活动的实施方法和QCC工具的应用

QCC（意为品管圈）活动也称QC小组活动。在企业的人才招聘质量岗位的要求中，一般都要求熟练掌握QC7大工具而这些工具教材上很少涉及。因此，在高等职业技术教学中很有必要将其列入重要的教学内容。

1．QCC活动的实施步骤

QCC活动的实施步骤可以依据PDCA循环来进行，在P阶段选择课题、现状调查、设定目标、原因分析、要因确认和对策制定；在D阶段进行对策的实施；在C阶段进行效果确认；在A阶段制定巩固措施、总结及今后打算。［4］其中发觉问题的方法一般采用头脑风暴法。教学过程中可以以学生熟悉情景按照QCC活动的步骤开展QCC活动。

2．基本QCC工具

基本QCC工具有直方图、散布图、柏拉图、因果图、调查表、分层法、控制图和图表法。［4］在电子信息产品的生产过程，产品大部分的缺陷经常是由相对较少的原因造成的，造成缺陷的原因可能很多，可以改进的也很多，但是找出从哪里入手最好并不容易。若使用柏拉图和分层法工具就能帮助你隔离出最主要的因素使你的质量改善立竿见影的效果。教学过程中发现一些同学对柏拉图中的累计百分比存在问题，常把累计到80%以后的项目作为改善对象而得出错误的结论。因此，应当多举一些学生熟悉的事例进行讲解。

3．QCC新七大工具

由于基本的QCC工具主要侧重于对以往过程数据统计分析而后针对存在的问题制定改善措施。这种改善措施前瞻性不足，因此，提出了QCC新七大工具。其侧重于思考分析过程，在问题发生之前进行预防，包括：关系图法、亲和图法（KJ法）、系统图法、矩阵图法、矩阵数据分析法、PDPC法、网络图法。［4］在教学过程中应当通过举例说明新QC七大手法的实际应用，尤其是网络图法如何画出实际问题的网络图对于多数高职学生有一定的难度，可以通过列出作业明细表的紧前工序和紧后工序来进行。

（七）SPC的基本原理及其工具的应用

SPC是 Statistical Process Control的简称，即统计过程控制。SPC运用统计技术对生产过程中的各工序参数进行监控，从而达到预防不良的产生、改进品质状态和保证产品质量。SPC也是全面质量管理和Six Sigma管理的重要管理工具之一。其重要的工具包括控制图，过程能力分析等。教学过程中需要特别强调计数值与计量值的区别。计量值使用的控制图有：X-R、X-S、Xmed-R和X-Rs控制图；计数值使用的控制图有：P、nP、U和C控制图。同时，在SPC工具中过程能力分析在企业中也是常见，值得注意的是在评估过程能力之前，首先必须将过程调整到统计控制状态。即，只有在X和R图都达到统计控制状态后，才能开始评估过程能力。

（八）六西格玛管理和ISO9000基本知识

六西格玛管理是从全面质量管理的思想发展而来的并在许多大型企业应用取得成功。对于质量控制来说，六西格玛意味着产品的不良率是百万分之三点四，尽管这个数字对于多数企业来说是很难达到的然而必须向着这个目标前进，所以六西格玛管理更是一种管理理念。六西格玛有其独特的解决问题的步骤，也有可以解决复杂问题的工具。教学重点在于理念的学习。对ISO9000质量管理体系系列标准的学习重点了解质量保证的实施方法。

五、电子产品质量控制技术课程的教学方法

在产品质量管理教学或培训的方法通常是讲授法，也就是主讲老师讲学生或员工听，有时加入一些互动。这种方法由于理论灌输学习时很容易疲劳，效果有限。因此，必须寻找新方法以提高学习效果。

改进学方法可以从企业相关岗位的工作内容出发，结合课程建设内容来进行。企业相关岗位作业内容包括设计报表、收集数据和处理数据以及使工具开展品质控制活动等。而课程建设有一独特之处是使用MINITAM软件来解决问题，因此，可以理论和实操同时进行。

（一）操作与理论学习同时进行 （也称情景教学法）

在生产实际应用中，质量控制技术需要设计各种表单以便进行收集数据及数据处理，有时也要使用各种软件工具如Office、QC工具、SPC工具和6σ工具对产品质量问题进行分析。因此，教学的环境最好是在机房里进行。同时要求机房电脑应当有Windows操作系统，安装IE浏览器，能够上网查找各种质量管理标准，安装Microsoft Office、Protel99、Minitab和CAD等软件。教学时在学习基本概念、原理之后应当设计学习情景，让学生或员工进行针对实际问题进行操作。如设计某一PCB板的可制造性评审表并进行评审；应用Minitab选择某一工具对某一实际问题进行分析等。特别强调边学习边操作的重要性。

在本课程建设中有企业人员参与，一些案例来自生产实际，因此，也可以采用案例教学法。

（二）通过案例解决方案的对比使学生或员工对现代工具应用的产生兴趣，促进应用能力的提升

电子产品质量控制技术中会应用到许多统计工具，这些统计工具有一定的复杂性。传统的操作方法是应用统计公式进行复杂运算，一个案例的分析计算需要花费许多人力和物力及时间。然而，如果应用现代统计软件Minitab那么问题就变得非常简单。在对中小企业的质量管理能力分析中，发现许多企业的质量控制技术人员尚未能掌握这一工具，使得管理水平无法提升。所以在教学过程中针对工具的应用可以以Minitab为主线综合各种技术工具的应用。课程建设中采用浅至深并可综合应用，因此也可以使用项目教学法。

（三）通过项目实战达到教学目标 （也称体验学习教学法）

电子产品质量控制技术的内容较多，只有通过具体项目的学习才能提高综合应用能力。对于高等职业技术学院来说，可以选择学生宿舍或实训场所存在的问题为研究对象，成立QC小组，开展QC小组活动。对于企业则可以选择难度不大的项目开展QC小组活。在项目展开的过程，要尽可能多的使用所学知识和工具，尤其是统计软件的应用。

六、实施效果

本课程是根据企业需求和学生学习特点编制而成，采用上述的教学方法，经过三年的教学实践证明是行之有效的。学生的积极性显著提高，每次课都按时完成实际操作内容，并尽可能熟练掌握相关技能。就业相应岗位毕业生反馈说，课程及教学方法使他现在工作得心应手。在对企业员工进行培训时也深受好评。

七、结论

电子产品质量控制技术的教学内容和要求可以从以上几个方面来进行。特别强调产品缺陷判定标准、可制造性设计与评审和7S管理技术列入教学内容及应用Minitab工具软件解决生产实际问题的重要性。强调教学重点应放在培养学生或员工的质量意识和质量工具的应用技能上，以利于学生快速适应企业岗位需求及企业员工能力的提升。其教学方法是近几年来教学实践总结出来的比较有实际效果的方法。这对于企业提高质量管理水平也具有重要的意义。

［1］中华人民共和国国家标准.计数抽样检验程序GB/T2828.1-2012［S］.北京：中国标准出版社.2013，（1）：2-20.

［2］许耀山.电子产品PCB可制性设计方法［J］.电子科技，2012，（11）：63-65.

［3］许耀山.光幕传感器设计与制造过程中存在问题的研究［J］.电子科学技术，2015，（5）：301-304.

［4］邢文英.QC小组活动指南［M］.北京：中国社会出版社，2003，（7）：1-15.

［责任编辑：陈明］

G724.6

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1008-7346（2016）02-0010-05

2016-03-20

许耀山，男，福建长泰人，厦门海洋职业技术学院信息技术系高级工程师。