全面质量管理在印制板组件生产过程质量控制的应用

2024-01-12邱李君孙楠孙需要张哲张曼妮北京新长征天高智机科技有限公司

航天工业管理 2023年10期

邱李君、孙楠、孙需要、张哲、张曼妮／北京新长征天高智机科技有限公司

在当今竞争日益激烈的环境下，世界各国企业意识到质量已经成为企业竞争的战略武器，是确保企业获得长期成功的关键所在，从而形成了现有全面质量管理的概念。全面质量管理是当今先进质量管理理念和方法的集合，源于世界各国质量专家的研究和成功组织的管理实践，反映了质量管理的客观规律。几十年来，全面质量管理理念和方法帮助众多组织实现了质量提升，也助力了多国的经济腾飞。

解决质量问题不能只局限于制造过程，解决质量问题的途径也不能仅局限于统计方法。必须结合企业的各种流程和职能，建立一套质量管理的工作系统。为此，将质量管理的着眼点从生产加工扩大到组织管理的全部流程和职能，使质量管理逐步发展到全面质量管理阶段。

一、工作与实践

1.全面质量管理的基本要求——全过程质量管理

质量专家朱兰认为，对质量形成的过程进行管理就是质量管理。产品质量形成的过程包括市场研究（调查）、设计、开发、计划、采购、生产、控制、检验、销售、服务等环节，每一个环节都对产品质量产生影响。产品质量形成的过程如图1 所示，称为朱兰质量螺旋。

图1 朱兰质量螺旋

2.印制板生产中面临的问题

印制板（PCB）产品的质量控制具有特殊性，主要体现在以下几个方面：

一是由于PCB 电路设计、元器件设计及焊接材料的生产等设计的生产环节与产品组装环节不在同一企业进行，来料质量控制内容多而复杂。二是影响组装质量的因素很多，如元器件、PCB、组装材料、组装设备及其工艺参数、生产环境等。三是质量检测难度大。细间距、高密度组装、PCB 多层化、器件微型化和某些器件引脚不可视等给检测技术带来较大挑战，使检测成本增加。四是故障诊断困难。器件故障、运行故障、组装故障是表面组装技术（SMT）产品的主要故障，引起故障的因素多达数十种，要进行准确诊断较困难，且诊断费用高。五是返修成本高。组装器件和组装材料高成本、返修必须采用专用工具和设备等，使返修成本较高、返修花费时间长。

3.全过程质量管理在印制板组件生产过程质量控制的应用

针对元器件领用检查、生产准备检查、工艺文件/工艺规程复查、国产元器件除金、人员配备、首件验证、印制板焊接操作、自动化生产设备及工装、检测方法及检测设备、跟踪册填写、出厂检验（检验点设置）、外协管控、下厂验收及入厂复验等13个关键环节，从管理流程、工艺技术等方面深入开展分析，查找不足、识别风险，制定有效措施和整改计划，责任落实到人，实现全过程质量控制。

4.全面质量管理中方针目标管理的应用

方针目标管理所遵循的原则与质量管理原则一致。

一是领导作用。最高管理者和组织内其他负责人应确保组织的目标一致，创造全员参与实现组织目标的环境。二是策划、执行、检查、处理（PDCA）循环。把方针目标的PDCA 循环作为整体系统来看待并加以明确。质量控制（QC）小组活动也要遵循PDCA 程序循环，并可针对问题解决程序实施，如图2 所示。三是重视过程。对过程进行分析和改进，以实现组织目标。四是基于事实的管理。在评价方针的策划与实施状况时，基于事实分析设定量化目标和分析结果。

图2 问题解决型QC小组活动程序

（1）总体策划及思路

全面质量管理倡导持续改进，有关全面质量管理实施的模式和做法均包含并强调持续改进。质量改进分为综合渐进性改进和突破性改进两类，均基于PDCA 循环，遵循识别和确定改进时间、调查把握现状、寻求要因或最佳方案、制定对策计划、实施对策计划、确认改进效果、巩固和分享改进效果等7 个通用的改进步骤。

（2）提高物资配套能力

由于管控制度落实不到位，在生产物料领用阶段因为元器件无法一次性齐套，需要多次核对和确认物资信息。通过编制《生产物料领用分发管理办法》做好物料的准备工作，控制生产的节点、核查物料，做到有理、有节、有控制，综合平衡生产，满足各工序生产需要，及时解决生产异常。

（3）及时开展产前准备检查，充分识别风险

未及时开展生产准备，对于相关产品产前准备及风险识别不充分。通过制定月度计划生产准备型号清单，按清单落实检查工作。检查过程中可通过与产保工程师、主管设计及时沟通，解决产品后期交检存在的检验依据不足问题；识别出相关问题并反馈产保工程师，随时跟进解决进度。此次检查发现数字信息处理（DSP）器件成型问题造成人力过度消耗，技术难以控制，应通过自动化设备的介入保证质量一致性，提高生产效率，确保产品质量。

（4）适度采取简化手段，应对突发任务

生产过程中，因技术方案验证、元器件状态更改等原因导致临时返修需求量大增，任务紧急无法及时提供返修输入文件时，为确保返修方案的可行可靠，通过编制临时返工、返修申请单，由设计人员现场填写返工、返修要求，研制双方签字确认返修内容作为技术依据，并开展后续相关工作。特殊情况下的流程简化，加快了响应突发情况速度，提高了处理效率。现场明确技术要求，防止口头性质信息传递衰减及偏差，为后续技术要求细化提供了基础信息。

（5）攻克国产化器件除金难题

大量任务选用国产器件，除金工作量巨大；器件引线需要校直，难以保证共面性且操作难度大，存在计划推迟而导致搪锡氧化的风险。为此，依据运营主管编制的调度会计划，安排合适人员在计划节点范围内操作，相关人员按要求落实，规避计划有变的风险。提前策划评估具体任务涉及的除金器件及工作量，工艺人员对一定周期内的除金工作，对锡锅换锡频次进行评估并制定锡锅更换周期，为避免批产任务的国产器件与其他器件混淆，将指定现场一台锡锅为批产任务国产器件除金用锡锅，有针对性地监测，并编制锡锅使用管理办法，开展主题培训，宣贯锡锅使用方法及搪锡区域注意事项，强调批产国产化除金锡锅更换周期。对于操作难度大的问题，工艺人员编制《国产元器件除金操作规程》，规范操作流程、标注操作要点，合理运用玻璃平台等工装。通过一系列有效措施，现场人员严格按管理办法、操作规程、生产计划进行操作，确保除金工序高质量高效率完成。

（6）提高批生产一次性合格率

首批首件产品即为首件验证产品，可提高批生产一次性合格率。现阶段生产线资源和生产节奏很难单独开展首件验证工作。作为批生产中的必要环节，在不影响生产交付的前提下，生产准备阶段提出的首件验证工作以首件工艺验证确认表的形式开展。

（7）确保关键焊接工序零差错

印制板焊接工序相较于其他工序，风险较高，操作要求更精细。虽然印制板焊接得益于设备焊接，可以得到精准管控，但仍需补焊或返修个别器件的操作，这些操作的规范同样不容忽视；操作人员对于禁限用工艺和工艺原理掌握不到位，当设计工艺中出现禁限用工艺时无法进行识别。通过对电子产品归零问题的举一反三，规范内部陶瓷电容返修及补焊操作规程，工艺人员经过对陶瓷电容加工方法的深入研究，编制了《陶瓷电容返修通用工艺》，通过反复验证，可消除陶瓷电容返修及补焊隐患，后续及时对该通用工艺进行了专题培训、现场教学，确保此类操作严格按操作规程执行。通过梳理印制板相关禁限用工艺，进行专题培训，使操作人员提高生产敏感度。

（8）确保生产设备正常运行

通过设备巡检可以全面掌握设备技术状态的变化和磨损情况，针对检查发现的问题，及时查明和消除设备隐患；指导设备的正确使用和维护保养；提出改进维修的措施；有目的地做好修理前的各项准备工作以提高修理质量，缩短修理时间和降低修理成本。

（9）确保配套信息准确可追溯

配套表上的物料合格证及批次信息，是追溯问题器件批次的重要信息来源。此类信息未能及时填写完整，将对器件溯源造成阻碍。通过定期开展工艺纪律检查，对配套表上物料信息填写进行检查，并实施考核，确保配套信息准确完整。

（10）确保重点器件着重检查

DSP 等细间距器件容易产生连锡、虚焊的情况。目视检验通过使用40 倍放大镜观测，可直观地发现问题。通过细化工艺文件在出厂检验项目中除自动光学检测（AOI）外增加目视检验项目以确保全板100%检查。

（11）提升外协单位质量意识

外协单位产生质量问题的主要原因包括：对生产过程关注度不够、技术交底不充分；对下厂验收及入厂复验的组织开展不足。针对此问题，制定了技术状态确认表、外协单位生产过程检查确认表，会同产品设计、产保工程师一同对印制板外协单位进行生产过程检查，通过对技术状态落实情况、生产环境、生产流程、生产设备、技术参数，在制品存放、防静电措施、印制板手工焊接等方面，对外协单位开展全面的生产过程检查，使外协单位高度重视产品生产过程质量要求，并及时采取相应的管控措施，减少质量问题的发生。