智能化管理在3C 领域精密零组件品质提升中的应用研究

刘萸 LIU Yu

（成都宏明双新科技股份有限公司，成都 610091）

0 引言

3C 类电子产品因体量小、技术含量高、更新速度快，其零部件大都具有体积小、材料特殊、工艺复杂且公差要求高等特点。3C 产品的零组件工艺一般根据加工需要设计定制特殊的工艺流程，其加工制造对生产品质要求较高。

1 3C 领域精密零组件制造质量管理特点

1.1 工艺流程变更与品质监控成本

由于每个零组件都有一个工艺流程，从3C 产品零部件的生产管理角度来讲，面对的是不同工艺流程下不同产品的生产管理。这就需要多种工艺流程间的变更和监控，这种频繁的变更以及不同种类零部件不同的监控标准等带来执行上的高要求。

1.2 产品价值对质量管控影响

3C 产品零组件因材料特殊、工艺复杂、技术含量高等特点其产品价值高，如果生产出现质量问题，造成的损失很大，所以对生产过程管控和质量管理有着极高的要求。

1.3 精细化加工带来的质量管理困难

3C 产品零组件加工过程中，常常需要粗加工、精加工等不同程序，一旦设备参数设置出现问题就是批量零组件产品的报废；同时，越来越精细化、数字化的生产加工下，粗加工、精加工多段位加工也带来返工率、报废率的居高不下；加工图纸、作业规范出错或是理解不到位都可能导致加工出错。如何提高加工精度、准确率，降低零组件产品的报废率、返工率等，是精密零部件加工的重要任务。

1.4 传统质量管理下人的作用

传统的质量管理主要通过各种检测工具和对不同工位上的班次抽检进行检验。由于人为检测对人的责任心、经验和技术能力有较高的要求，在3C 精密零组件生产加工中，对质量检测人员技能素养要求比较高。随着数字化技术的发展与应用，质量检测与质量管理也趋向于通过数字化提升质量检测效率和管理水平。

2 3C 领域精密零组件品质提升的主要策略

质量管理是生产制造企业永恒的话题。在工业生产领域，为了提升产品生产质量，保证产品工艺品质，在实践中形成了多种质量管理理论。

2.1 开发质量检测机构

检测是最传统的质量管理手段，根据零组件相应品质需求通过检验与测试工具对零组件的材料、成品等进行可靠性、阻燃性、震动性能、绝缘性能、温湿度、紫外老化、折射率等开展不同类别的测试，以及进行批量生产前的质量测试，等，以确保零组件产品符合品质要求。利用科学、精准的现代化检测手段确保零组件及其原材料达到设计要求，确保零组件的性能满足要求。

2.2 系统提升过程质量控制

生产过程也是质量形成的过程，通过过程控制可以从产品的质量源头进行控制。过程控制因牵扯到时间、空间、程序以及多种生产要素，必须运用系统化、多维度的思路进行管控。注重生产过程的控制在稳定产品质量上发挥着重要作用。基于人机料法环的全方面质量管控，以及通过对关键过程点的重点监控，可以较为高效地发现和处理质量问题。

2.3 优化制程检测标准

通过逐层逐级的制程设计与安排，规范系统运行管理。以规范性文件、操作培训等落实到实际生产中。强调生产工序、工艺标准与过程的规范性和科学性，明确各重要过程质量检测点和技术要求，建立科学的制程检测标准规范，并在实际生产中不断优化和提升制程检测标准，以确保产品的整体质量要求，并为产品质量溯源明确了节点特性。

2.4 制程运行的品质数据统计分析

制程运行品质数据的统计分析不但是处理生产现场产品品质问题的重要手段，同时，也是基于制程分析数据的表现，预防品质问题发生的重要工具，根据数据的变化趋势，可以将质量问题扼杀在未发生之前。在当下大数据时代，数据发挥着越来越重要的作用，在品质管理中也不例外。

3 智能化管理在3C 领域精密零组件品质提升中的应用

随着工业智能化产业升级，3C 领域精密零组件产品生产也迈入了数字化、智能化时代。通过数智化的手段，开发检测手段、系统提升过程质量控制、优化制程检测标准、规范系统运行管理，以及制程运行的品质数据统计分析等等，可以极大提升零组件的品质，以达到更为系统、科学和高效的品质管理。

3.1 智能化管理下的质量管理系统平台

质量管理智能化平台建设的基本原理，主要是通过实时、动态地采集各类生产和检测设备端的质量要素数据信息，进而汇集成数据库和各类实时数据看板进行质量的数字化、自动化分析与管理。

通过智能化的质量管理，向外，可以连通质量与企业数字化管理间的关联，加强生产流程、工艺技术、物料供给等要素对质量提升的影响和管理；向内，可以实现质量要素数据的数字化和自动化处理，制程能力的实施监测等。智能化质量管理平台通过可视化看板，实现实时、动态、溯源、累积等多维度质量数据分析和自主决策。

3.2 不同智能化平台下的质量管理理念

质量做为产品价值的重要评价要素，无论是从企业管理、生产管理还是专门的质量管理角度来讲都十分注重产品质量的提升。但在不同的管理视角下会有不同的理解，在处理质量问题、提升产品品质上也会有不同的思考。

3.2.1 基于ERP 的精密零组件质量管理

做为传统的企业信息化集成工具，ERP 集成了生产制造企业产品研发、核心业务和数据采集以及企业和供应链上的合作伙伴信息。随着云时代的到来，ERP 也开始了云发展。ERP 系统平台下，质量管理主要包括质量策划、质量保证和质量控制等内容。基于ERP 的质量管理侧重于纠正质量目标与达成质量目标过程中的偏差，通过减小执行偏差达成产品质量要求。

3.2.2 基于MES 的精密零组件质量管理

MES 是基于生产车间执行层面的生产信息管理平台系统，实现了企业生产从接单开始，到排程、调度、生产过程控制、底层数据分析、上层数据集成分解以及生产管理诸如人力资源、质量、采购、成本、生产等多维度的智能化管理。在质量管理模块中，强调事前预控、事中监控、事后管控，可以实现生产过程中的各类质量关键要素的全面记录和完整溯源，能准确计算出产品的合格率和不合格率，并在统计分析模块中呈现出各类分析结果，如图1 所示。

图1 MES 系统中的质量管控理念

3.2.3 基于QMS 的精密零组件质量管理

质量管理系统QMS 是主要为质量需求而搭建的系统平台，用以解决传统质量管理人工采集、传递、统计下质检工作量大、任务繁重、人为干扰因素众多、数据二次汇总准确性降低、质量事件溯源难、无法实时掌控和查询质量信息等问题。它通过实时动态的质量信息监测与检测、生产质量过程管控、质量溯源，以及质量要素数据信息的采集、分析与处理等统筹生产质量管理。QMS 系统基于ISO/TS体系管理要求，强调PDCA 循环理念进行开发和设计，实现了质量管理的策划、实施、检查、处理的正向循环，致力于实现企业质量管理的可持续优化以确保企业产品质量效益。以QMS 软件服务供应商盖勒普的系统方案为例，主要从质量规划、检验规划、质量过程、数据采集为主要功能模块建立起QMS 平台系统，进而实现智能化的质量管理，如图2 所示。

图2 盖勒普的质量功能模块举例

3.2.4 基于QuAInS 的数字化检测

QuAInS 数字化检测平台注重质量的数字化监测以及通过大数据驱动质量品质的提升，通过对生产车间不同生产数据的采集、分类、分析、处理等，实现数字化、可溯源的质量检测与管理，并通过基于统计学模型的分析对数据分析结果进行质量风险预警，通过持续的数据检测、统计与趋势变化分析等为质量管理与品质优化提供帮助。除了少数不具备接口的仪器之外，可以实现95%以上测量数据的自动采集分析和看板呈现，在数字化检测、质量风险预警、大数据分析、项目变更、自动化分析等方面具有优势，详见图3。

图3 QuAInS 数字检测平台功能模块举例

3.3 企业智能化质量管理系统平台的选择

在企业质量管理智能化的过程中，还需考虑平台的选择问题。

从质量管理平台上来讲，QuAInS 与设备端数据融合效果好，数据分析功能强大，专注于大数据信息层面的质量管理；QMS 通过统筹的、智能化的质量管理要素建构成为当下质量管理的主流；而MES 在质量管理之外，更注重生产现场统筹的智能化管理，在与企业数字化系统的融合上更为高效。从软件供应商选择角度来讲，丰富的实施经验可以极大地降低产品的试错成本；同时，了解质量管理尤其具备质量管理咨询能力的供应商在识别企业需求、针对性地解决实际问题上会更有帮助；最后，企业在软件服务的资质、能力、品牌、口碑等要素也是供应商选择重要参考条件。从企业自身角度来讲，无论是3C 领域的精密零组件企业还是其他类生产企业，每个企业都有自己的独特的资源条件、需求特点以及发展战略，如何选择一个合适的数智化管理系统，不能单从质量管理角度进行考量，需要统筹公司的系统资源、成本投入能力、质量管理与企业数字化管理的融合、与企业生产特点的融合等等，需要综合考量和评估规范目标后再进行招标选择。

3.4 智能化背景下质量管理系统平台应用及其成效

以某公司基于QMS 系统的质量智能化管理平台建设方案为例，根据3C 领域零部件生产特点以及企业智能化发展需要，以智能品质规划、数据采集、巡检过程、监控预警、分析决策、品质改善为主要功能模块，建立起零组件生产的QMS 平台系统。

3.4.1 智能化的品质分析

该系统基于AI 算法、5G 技术，结合公司现有各类生产设备数据信息，构建起全流程信息化的抽样检测和智能化管控系统。通过软件平台可以实现抽样标准的即时导入、检测样本的智能分配、检测结果的智能判定。通过可视化品质良率看板的数据分析和测试数据显示、预警和预测，实现了问题整改确认、全程溯源、趋势分析以及关联到生产过程及发货过程的数字化管理。

在过程能力上，通过现场数据规范建模，大大提升了制程能力，降低了生产过程不良的发生率；在标准提升上，建立了失败案例库、检测标准数据库等，积累了丰富的经验数据，可帮助提升场内检出能力，保障出厂质量水平。

3.4.2 质量管理效率的提升

针对3C 行业智能电子产品小批量、多种类、更新快、周期短，需要定制化、响应快速的产品和服务需求特点，该平台建立起基于产品过程数据库、项目管理、测试管理、生产管理、质量管理等模块的智能化管理平台系统。通过智能化的生产管理，极大地提升了企业的质量管理效率；同时，在产品开发周期、市场份额提升等方面也有着一定的积极作用。

3.4.3 数智化的质量管理

该系统采用了多种数字化、智能化的技术手段，建构起更为全面的数字化质量管理体系。实现了客户点单唯一性、生产BOM 一致性解析、零部件线上自动控制、全生产过程数字化控制、制造工艺参数的自动化运行、能源的数字化控制等功能。其质量管控效果显著：BOM 自动解析准确率100%、物料上线准确率100%、过程关键特性参数控制准确性98%、关键零部件追溯率100%、能源消耗降低了20%、人工程成本降低25%。

4 结束语

综上所述，随着工业产业的数字化、智能化转型，智能化管理成为企业提高效率降低成本提升企业竞争力的重要手段。智能化的管理手段在3C 领域精密零组件品质提升中，无论是检验、检测、预防，还是瑕疵控制等方面都将发挥越来越重要的作用。而质量管理人的工作也将越来越数字化，在解放忙碌双手的同时，需要更加忙碌的大脑去思考、反思和探究计算机无法解决的问题，质量管理人员的劳动将从重复的“体力劳动”向更具战略意义和问题解决的“脑力劳动”发展。