摘要：為了提高傳感器制造的工藝水平,批量生產高質量、高可靠性的產品,利用SPC工具對傳感器生產過程實施制程管制,監(jiān)控產品制造工藝, 保證工藝過程穩(wěn)定受控,促進工藝優(yōu)化,提高生產線制造水平.
    在傳感器的批量生產中,我們經常根據(jù)獲得的過程加工部件的測量數(shù)據(jù)去分析過程的狀態(tài)、過程的能力和監(jiān)控過程的變化,以判斷批量生產的過程狀態(tài)是否滿足要求,但簡單的合格率統(tǒng)計情況已不適應于對過程狀態(tài)和能力變化的有效分析和判定.那么,怎樣來保證批量產品的生產狀態(tài)是否滿足我們的生產需要呢?可以利用統(tǒng)計的方法來監(jiān)控過程的狀態(tài),確定生產過程在控制的狀態(tài)下批量生產,以降低產品品質的變異,從而提升最終產品的質量水平.

SPC在生產中的實施步驟
    實施SPC的過程一般分為兩大步驟:首先用SPC工具對過程進行分析,如分析用控制圖,根據(jù)分析結果采取必要措施,通過消除過程中的系統(tǒng)性因素和減小過程的隨機波動以滿足過程能力的需求,如使用QSmart SPC軟件進行分析.
   第二步則是用控制圖對過程進行是常監(jiān)控,常用的控制圖有均值標準差控制圖、均值極差控制圖和P控制圖等.

SPC在傳感器生產中的應用
下面以傳感器生產應用SPC工具為例,簡要論述SPC工具在實際批量生產中的應用方法.具體工作流程示意圖如下:

    在SPC應用的流程中,首先要選擇所要研究的工序過程,通過過程的選定再確定不同的研究人員,并制定相應的研究計劃,包括研究產品的型號、量程、測試的數(shù)量和安排時間節(jié)點等等.盡量做到計劃細致周密.

1.測試數(shù)據(jù)的收集與分析
    測試數(shù)據(jù)收集的目的是對研究的過程進行量化分析,在統(tǒng)計過程中,主要有兩次數(shù)據(jù)收集的安排,即 測量系統(tǒng) 判定的數(shù)據(jù)收集和過程能力判定的數(shù)據(jù)收集,兩次數(shù)據(jù)收集有邏輯次序,不能顛倒.
    以傳感器靈敏度測試工序為例,為了判定靈敏度測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性,分別選擇不同的測試系統(tǒng)和測試人員按照方差分析設計實驗計劃,根據(jù)實驗計劃對所收集的實驗數(shù)據(jù)進行量化分析,從而判定測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性,以排除人員和設備的影響,假設傳感器靈敏度輸出為3.0±0.003mV/V,采用 QSmart SPC 軟件進行分析的結果如下:

    在上圖量化分析中,主要判定的有Study Var(%SV)研究變異,Tolerance(SV/Toler)公差分別要小于等30%;
    通過采用QSmart SPC軟件進行分析,靈敏度的測試系統(tǒng)是穩(wěn)定的,滿足要求,可以進行下一步的過程能力指數(shù)數(shù)據(jù)收集和分析,根據(jù)制定好的研究計劃對所收集的數(shù)據(jù)進行分析,分析結果如下圖所示:

    由上圖所示,公差中心和測試均值不重合,根據(jù) 過程能力指數(shù) CPK的判定原則,CPK=0.44<0.67,所以過程能力嚴重不足,必須采取緊急措施,提高技術管理能力,可通過個性公差范圍,減小數(shù)據(jù)分布偏移和降低加工質量特性分散程度來提高過程能力.

2.控制圖的運用
根據(jù) 控制圖 使用的目的不同,主要分為分析用控制圖和控制圖控制圖.根據(jù)針對不同的研究對象,控制圖分為均值標準差控制圖、均值-極差控制圖和P控制圖等.在日常的生產過程中,為了能實時反映生產中的控制狀態(tài),采用控制圖可以對過程質量特性值達到這一監(jiān)控目的,可以具體顯示產品質量的變化.以下為對傳感器靈敏度采用均值標準差控制圖對日常監(jiān)控的示意圖:

    此時控制圖的控制界限已經根據(jù)分析階段的結果而確定,生產過程的數(shù)據(jù)及時繪制到控制圖上,并密切觀察控制圖中點的波動情況,其可以顯示出過程受控或失控,如果發(fā)現(xiàn)失控,必須尋找原因并盡快消除其影響.監(jiān)控可以充分體現(xiàn)出SPC預防控制的作用.
    SPC工具 在傳感器的實際應用,對于每個控制項目,都必須經過以上兩個階段,并且在必要時會重復進行這樣從分析到監(jiān)控的過程.