基于SPSS的佳讯公司二极管产品质量改进.doc

山 东 工 商 学 院 SHANDONG INSTITUTE OF BUSINESS AND T TECHNOLOGY 毕业论文 设计 GRADUATION THESIS DESIGN 论文 设计 题目 Title Of Thesis Design 基于 SPSS 的佳讯公司二极管产品质量改进 分院 系别 Department 管理科学与工程学院 专 业 Speciality 工业工程 班级 Class 工业 051 论文 设计 作者 Author of Thesis Design 陈汉生 论文完成日期 Date 2009 年 05 月 20 日 论文 设计 指导教师 Advisor 指导教师职称 The Title of Advisor 基于 SPSS 的佳讯公司二极管产品质量改 进 Quality Improvement of Diode Products Based on SPSS for GIANTION Co Ltd 作者 陈汉生 山东工商学院 指导教师对毕业论文 设计 的评语 Advisor sAdvisor s CommentsComments onon GraduationGraduation ThesisThesis Design Design 评语 指导教师 签章 Signature of Advisor 日期 Date 评阅人意见评阅人意见 评阅人姓名 职称 选项标准 A 很同意 B 同意 C 基本同意 D 不同意 评价项目 ABCD 1 选题符合专业培养目标 体现综 合训练基本要求 2题目难易适度 3题目工作量适当 选 题 质 量 4有理论意义或实际价值 5查阅文献资料能力强 6综合运用知识能力强 7研究方案的设计能力强 8研究方法和手段的运用能力强 能 力 水 平 9外文应用能力强 10文题相符 11写作水平高 12写作规范 13篇幅适度 分 项 评 价 成 果 质 量 14成果有理论或实际价值 总体评价 优 良 中 及格 不及格 评阅人评语 评阅人签字 年 月 日 答辩 评审 委员会意见 AppraisalAppraisal ofof DefenceDefence CommissionCommission 答辩 评审 成绩 MarkMark ofof DefenceDefence 鉴定意见 AppraisalAppraisal 在 Dependent 框中 选择 VBR 在 Independent 框中选择 POL 点击 OK 即可 表 4 14 是对模型中各个自变量纳入模型情况进行的汇总 可以看到进入模型的只有一 个 VBR 变量 变量选择的方法为强行进入法 就是将所有的自变量都放入模型 表 4 14 变量引入方法表 Variables Entered Removedb ModelVariables Entered Variables Removed Method 1受污染程度 a Enter a All requested variables entered b Dependent Variable 反向击穿电压 表 4 15 相关系数及其相关指标 Model Summary ModelRR Square Adjusted R Square Std Error of the Estimate 1 873a 761 7592 55054 a Predictors Constant 受污染程度 山东工商学院 2009 届毕业设计 20 表 4 15 是对模型的简单汇总 其实就是多回归方程拟和情况的描述 通过这张表可以 知道相关系数的取值 R 0 873 相关系数的平方即决定系数 R Square 0 761 校正后的决 定系 数为 0 759 和回归系数的标准误为 2 55054 决定系数的取值为 0 1 其含义为自变量所 能解释的方差在总方差中所占的百分比 取值越大说明模型的效果越好 表 4 16 方差分析表 ANOVAb ModelSum of SquaresdfMean SquareFSig Regression2034 11212034 112312 688 000a Residual673 513986 5051 Total2671 62699 a Predictors Constant 受污染程度 b Dependent Variable 反向击穿电压 表 4 16 为对模型进行方差分析的结果 可以看到方差分析的结果 F 值为 312 688 P 值 小于 0 05 所以该模型是有统计意义的 由于只有一个自变量 也就是说该自变量的回归系 数是有统计意义的 表 4 17 给出了回归方程中的常数项 回归系数的估计值和检验结果 可见 a 61 792 b 21 481 回归系数的标准误为 0 599 回归系数 t 检验的 t 值为 17 683 P 0 000 0 05 即可认为回归系数具有显著意义 可得直线回归方程为 VBR 61 792 21 481POL 即回归方程为 反向击穿电压 61 792 21 481 受污染程度 4 4 过程质量控制 一贯机生产二极管的过程是否有异常 过程能力是否能够得到满足 本文主要运用过程质量控制的两种主要工具 过程能力和控制图 过程能力分析部分 主要按照过程能力的概念 过程能力指数的计算与分析 过程能力的调查与提高以及过程能 力性能和过程性能指数等内容展开 控制图部分主要研究控制图的分析方法以及按照控制图 的分析与判断准则等内容 表 4 17 回归系数表 Coefficientsa Model Unstandardized Coefficients Standardized Coefficients tSig BStd ErrorBeta 1 Constant 受污染程度 61 792 599103 191 000 21 4811 215 873 17 683 000 a Dependent Variable 反向击穿电压 山东工商学院 2009 届毕业设计 21 控制图有助于分离某一过程的随机波动和有意义的波动 是用于分析和判断生产工序是 否处于稳定状态所使用的一种带有控制界限的统计图 任何自然过程都有随机变异 控制图有助于区分随机变异和具有特定原因的变异 控制 图的类型取决于数据 一类是计量值控制图 一类是计数值控制图 作为质量控制的常用工 具 它可对个体或均数的变动情况进行检测 还可以使应极差或标准差作为控制范围 本设计将分析一贯机产出不良二极管的控制图 该图为计数型控制图 同时分析反向击 穿电压 VBR 的 Xbar S 的控制图 为计量值控制图 本设计选用控制图类型准则如图 4 6 所示 确定要制定 控制图的特性 是计量型 数据吗 关心 的是不合格 品率即 坏 零 件的百分比 吗 关心 的是不合格 品数即单位零件 不合格数 吗 样本容量 是否恒定 样本容量 是否恒定 使用p图 使用np或p图 使用u图 使用c或u图 性质上 是否是均匀 或不能按子组 取样 子组均值 是否能很方便 地计算 子组容量 是否大于或等 于9 是否能 方便地计算每 个子组的S 值 使用单值图 X MR 使用Xbar s图 使用Xbar R图 使用Xbar R图 使用中位数值 是 是 是 是 是 是 是 是 是 否 否 否否 否 否否 否 注 本图假设测量系统 已经过评价并且是适用的 图 4 6 选用控制图准则 山东工商学院 2009 届毕业设计 22 4 4 1 一贯机产出二极管不良品控制图 质量常常用不合格品的数量 比率或百分比等计数值数据来进行测量 不合格品可以是 客户不满意的一个零件或一项服务 运用 p 或 np 控制图的一个优点是可以同时测量一个以 上的计数值数据 将这几个质量特性结合起来分析 P 和 np 控制图是使用计数值数据的首 选控制图 它用于控制在一次运行或一个产品批的不合格品数量 比率或百分比 当数据是 不合格品数量且各批容量相同时使用 np 控制图 当数据为不合格品率或百分比时应采用 p 控制图 一贯机不良品控制图研究的是一贯机生产出来的二极管产品的不合格品率即 坏 管子 的百分比 属于计数型数据 因此 使用何种控制图考虑样本容量是否恒定即可 在制造三部的一贯机生产线上收集和分析 08 年 07 月份的数据 每天生产结束后 在当 天的产品中随机抽取一个样本 检验其不合格数 数据如下表所示 表 4 18 一贯机 7 月份不良品数据 单位 千支 K 子组号检验数不良数子组号检验数不良数 12005113162001130 2190097171875103 3184612418164388 42100113191956123 51924114202230105 61736102211958103 71869126221899136 81564101231842130 92311120241988117 102200120252030109 11198611126205085 12185611227195399 131854136281865124 141720102291966119 151990138302210123 由样本情况可知 该数据属于计数型数据 且样本容量不是恒定的 根据控制图的选择 标准 这里采用 p 图进行分析 这里所作的是分析用控制图 30 个样本值上下控制界限要分别进行计算 作控制图时 要分别绘制控制界限 特别是对控制图进行判断和分析时应划分出六个区域 较难以实现 且在日常质量控制的实施中 每取一个样本都要重新计算上 下控制界限 都要分别加以绘 制 显然 这样的控制图在应用中表现为 计算工作量大 绘图困难 分析判断困难 自 1924 年休哈特博士发明控制图以来 该难题已成为诸多专家的课题 1983 年我国质量管理 专家张公绪教授发明 通用控制图 解决了这个难题 在 SPSS 系统中录入质量数据 依次选择 Analyze Quality Control Control Charts 再选 山东工商学院 2009 届毕业设计 23 择 p np 将数据编排方式设置为 Cases are subgroups 观测值属于不同变量 将 不良品数 选入 Number Nonconforming 作为不合格品数量变量 将 子组号 选入 Subgroup Labeled by 作为分组变量 将 检验数 选入 Sample Size 中的 Variable 作为样本容量 在 Control Rules 中选择 Select all control rules 在 Chart 中选择 p Proportion nonconforming 即 p 图 单击 OK 后得到不合格品率控制图如图 4 7 所示 图 4 7 一贯机产出不合格二极管分析用控制 p 图 由该分析用控制图可以看出 有三个点子出现了异常 分别是第 15 点 23 点和 26 点 将这三个点子剔除 再重新进行计算 剔除后 k 25 不须重新取样 剔除异常点子后用 SPSS 作分析用控制图如图 4 8 所示 山东工商学院 2009 届毕业设计 24 图 4 8 剔除异常点子后的分析用控制 p 图 4 4 2 反向击穿电压的 S 控制图 X 反向击穿电压 VBR 属于计量值数据 这种类型的数据一般从集中趋势和离散趋势两个 方面描述其特征 计量值控制图由两个图组成 一是反映组间差异的控制图 如平均值控制 图 中位数控制图 二是反映组内差异的控制图 如极差控制图 标准差控制图 两者共同 反映过程是否处于受控状态 由于本设计的分析对象是半导体器件 样本容量较大 因此考虑用标准差控制图 即绘 制平均值 标准差控制图 与极差控制图相比 标准差控制图的优点是准确性更高 但其缺 点是计算量较大 标准差控制图控制限的计算方法如表 4 19 所示 佳讯电子的 IN4001 型半导体的方向击穿电压要求不低于 50 伏特 为了控制加工过程 现测得一组管子的 VBR 数据如下表所示 先用平均值 标准差控制图分析过程的稳定性 表 4 19 平均值 标准差 或极差 控制图控制限公式 统计量 标准值未给定标准值给定 中心线UCL 与 LCL中心线UCL 与 LCL X X 或 2 XA R 3 XA s 或 0 X 00 XA R R 4 D R 3 D R 或 0 R 20 d 20 D 10 D ss 4 B s 3 B s或 0 s 40 c 60 B 50 B 注 和为给定的标准值 0 X 0 R 0 s 0 表 4 20 VBR 数据观测值 单位 V 伏特 序号 VBR 观测值 Xi1Xi2Xi3Xi4Xi5 156 853 248 351 153 2 256 748 952 747 853 4 356 850 151 254 756 3 456 952 454 550 251 0 556 954 648 253 748 9 657 448 951 255 753 4 756 551 350 549 855 7 856 653 250 456 453 1 956 848 953 951 250 1 1056 850 152 053 351 7 1156 252 461 147 951 3 1255 354 655 756 950 1 1356 748 952 750 352 4 1456 051 352 160 253 2 1556 153 254 253 254 3 1656 948 954 855 849 1 山东工商学院 2009 届毕业设计 25 首先计算各组样本的平均值 i 1 2 25 和标准差 i 1 2 25 再计算 25 组 i X i S 数据的总平均值和标准差平均值 计算公式如下 X s 和 公式 4 3 1 k i X X k i 1 k i s s k i 计算各统计量的控制界限 图的控制界限为 X UCL A3Xs 续表 序号 VBR 观测值 Xi1Xi2Xi3Xi4Xi5 1756 650 153 255 454 6 1852 152 451 749 850 1 1956 554 652 352 349 0 2056 748 950 152 151 1 2156 251 346 750 448 9 2256 853 250 247 851 1 2353 448 948 953 250 1 2456 650 153 849 658 1 2556 752 460 152 151 3 车 间 制造三部 工序 一贯机生产 操作人 王小东 时 间 2008 年 08 月 山东工商学院 2009 届毕业设计 26 CL 公式 4 4 X LCL A3Xs s 图的控制界限为 UCL B4s CL 公式 4 5 s LCL B3s 在 SPSS 系统中建立数据文件 以 序号 变量标识数据分组 样本号 以此选择 Analyze Quality Control Control Charts 项 选择控制图类型 X bar s 在 Data Organization 中选择数据编排方式为 Cases are units 观测值属于同一变量 本文公差上下限分别为 70 和 50 选择计算 Cpk 值 由计算结果可知 Cpk 的值为 0 683 过程能力不足 图 4 9 平均值控制图 山东工商学院 2009 届毕业设计 27 图 4 10 标准差控制图 由计算结果可知 Cpk 的值为 0 683 过程能力不足 同时由平均值控制图和标准差控 制图可知 统计稳态较为正常 没有点子表现异常 但 Cpk 的不足 表明技术稳态不正常 需要采取控制措施 本设计针对这一情况 将首先找出二极管生产的最佳工艺参数组合 然 后发现最佳工艺时的最佳 5M1E 活动 运用基础 IE 进行相关改善 使作业趋于标准化 从 管理和技术两个方面制约生产过程 从而提高 Cpk 的值 山东工商学院 2009 届毕业设计 28 5 二极管生产的工艺参数优化设计 由第三章的数据分析结果可以看出 1 二极管不良率分析显示 不良率达到 5 05 高于目标的 2 5 以下的要求 不良类 型频数统计分析显示 电性不良 的质量问题比较突出 占整个不良品的 23 之多 2 反向击穿电压的描述性统计表明 电性不良 主要表现在反向击穿电压的问题上 本设计研究的 IN4001 型二极管样本的 VBR 均值只有 51 0580 基本处于合格质量的边缘震 荡 3 方差分析表明一贯机 ABCD 四条生产线所生产的二极管产品不良率有着显著的差异 说明生产是不稳定的 4 相关性分析找到了 IN4001 型二极管的反向击穿电压与管子的受污染程度呈负相关关 系 负相关程度达到 0 873 5 回归分析更是在此基础上进一步计算出两者之间的关系方程式 反向击穿电压 61 792 21 481 受污染程度 6 通过绘制一贯机不良品控制图发现有点子超出控制界限 过程存在异常因素 处于 失控状态 7 反向击穿电压的平均值 标准差控制图以及过程能力指数只有 0 683 不足 1 33 判 断为过程能力不足 通过以上的数据挖掘方案 发现了二极管不良质量问题的原因 为了解决这个问题 拟 设计正交试验 田口方法 找出二极管生产的最佳工艺组合 继而为采取相应的质量措施 决策提供依据 5 1 反向击穿电压 VBR 的正交试验设计 试验设计是以概率论与数理统计为基础 经济地 科学地制定试验方案 以便对试验数 据进行有效的统计分析的数学理论和方法 正交试验设计是用于多因素试验的一种方法 它是从全面试验中挑选出部分有代表的点 进行试验 这些点具有 均匀 和 整齐 的特点 用正交表安排的试验具有较好的代表性 分析试验结果时 可以单独比较每个因素各水平所对应的数据和 并把它们之间的差异看成 是由于该因素的水平不同所引起的 正交试验设计具有以下优点 一是试验点均衡分散 二 是试验数据综合可比 针对佳讯公司的实际情况 本设计考虑按照如下步骤进行正交试验 1 明确试验目的 确定试验指标 挑因素选水平 本试验的目的是提高 IN4001 半导体的成品率 主要研究由于反向击穿电压不足造成的 质量问题 指标确定为反向击穿电压 VBR 的大小 在一定范围内 指标值以越大越好为标 准 山东工商学院 2009 届毕业设计 29 根据半导体知识和相关资料 二极管烘烤时间 A 烘烤温度 B 以及管子的扩散结 深 C 对 VBR 可能有影响 决定选取它们作为要考虑的因素 所挑选的因素及水平列表 如表 5 1 所示 2 用正交表安排试验 首先选用合适的正交表 根据因素水平数 确定选用三水平的正交表 试验要考虑 3 个 因素 共要占 3 列 本试验是三水平的试验 所以要选用至少有 3 列的 3 水平正交表 L9 34 满 足要求 把 A B C 分别排在 1 2 3 三列 由于这里不考虑交互作用 因此排列是任意的 这样就完成了表头的设计 再进行水平翻译 即排好表头后 把排有因素的各列中的数码换 成相应的实际水平 这个过程成为翻译 经表头设计和翻译后 再划去未排因素的列 便得到一张试验方案表 如表 5 2 所示 进行完这些步骤之后 列出试验结果分析计算表如表 5 3 所示 表 5 1 二极管因素 水平表 因素 水平 A 烘烤时间 h B 烘烤温度 C 扩散结深 m 1A1 0 5B1 100C1 0 5 2A2 1 0B2 150C2 2 0 3A3 2 0B3 200C3 3 5 表 5 2 试验方案表 因素 试验号 烘烤时间 A烘烤温度 B扩散结深 C 123 11 0 5 1 100 1 0 5 21 0 5 2 150 2 2 0 31 0 5 3 200 3 3 5 42 1 0 1 100 2 2 0 52 1 0 2 150 3 3 5 62 1 0 3 200 1 0 5 73 2 0 1 100 3 3 5 83 2 0 2 150 1 0 5 93 2 0 3 200 2 2 0 山东工商学院 2009 届毕业设计 30 5 2 正交试验结果分析 首先进行方差分析 本设计采用方差分析法分析试验结果 在方差分析中 假定每一次 试验是独立进行的 试验结果数据服从正态分布 首先 计算总偏差平方和 ST 每次试验结果不同 产生波动 这是因为试验条件不同和试验中存在误差 总偏差平方 和是用来描述这种波动的 它的计算公式如下 公式 5 1 2 2 1 n Ti i T SY n 式中 n 正交试验的行数 每一条件下进行依次试验 T 试验结果的总和 YI 试验结果 其次 计算各列 因素 的偏差平方和 SJ 公式如下 公式 5 2 2 2 1 n ij j i Y T S n qn 式中 TIJ 第 j 列第 i 水平对应的数据和 q 该列水平数 第三 计算误差的偏差平方和 SE 公式如下 公式 5 3 ej SS 利用 SPSS 实现上述过程 得到方差分析结果如表 5 4 所示 表 5 3 试验结果分析计算表 因素 试验号 ABC VBR 1234 1111159 7 2122244 5 3133350 8 4212351 2 5223160 1 6231242 7 7313246 5 8321358 8 9332157 9 山东工商学院 2009 届毕业设计 31 表 5 4 方差分析结果 Tests of Between Subjects Effects Dependent Variable 输出反向击穿电压 Source Type III Sum of Squares dfMean SquareFSig Corrected Model250 097a641 683 646 713 Intercept24774 760124774 760384 214 003 A16 98728 493 132 884 B26 023213 012 202 832 C107 963253 982 837 544 Error128 963264 482 Total25153 8209 Corrected Total379 0608 a R Squared 660 Adjusted R Squared 361 从该表的分析结果可知 烘烤时间 烘烤温度 扩散结深三个因子的 F 值分别是 0 052 0 073 0 029 Sig 分别是 0 951 0 932 0 972 因此 在 0 10 的显著性水平上 三 个因子都是显著的 A B C 三个因子的重要性依次是 B A C 图 5 1 烘烤时间均值轮廓图 山东工商学院 2009 届毕业设计 32 图 5 2 烘烤温度均值轮廓图 图 5 3 扩散结深均值轮廓图 结合三个因子的均值轮廓图可知 B 因子选择二水平 A 因子选择三水平 C 因子选择 一水平 因此 最佳的试验方案是 B2A3C1 即烘烤温度 150 摄氏度 烘烤时间 2 小时 扩 散结深 2 m 经过正交试验 找到了目前为止最佳的二极管生产工艺参数组合 分别取这些参考值 再进行一次试验 由试验结果可知 输出的反向击穿电压 VBR 61 4 这个值相对比较高 超出平均水平 这表明正交试验找出的生产工艺参数组合是有效的 一般来说 进行完上述步骤 并不意味着结束 而是应该进行统计分析 展望更好的条 件 再进行新一轮的调优试验 进行生产验证 确定新的设计值 如此循环 不断更新最优 的生产工艺参数组合 山东工商学院 2009 届毕业设计 33 6 优化方案设计及绩效评价 第五章节设计了正交试验 找到了二极管生产的最佳工艺参数组合 可以看到其中的关 键工艺为二极管的烘烤温度 烘烤时间和管子的扩散结深 实际生产中会有多种因素影响这 些指标的不同取值 如何确保工艺指标值尽可能取最佳的参数值 是使得二极管的反向击穿 电压 VBR 输出值符合要求的关键所在 现行的作业方法出现的问题有 1 烘烤时间一般通过人为经验控制和确定 在制造三部的烘烤车间没有控制烘烤时间 的警示闹钟或其他时间报警装置 只通过常用时钟粗略控制 2 烘烤温度的调节是根据经验判断 且没有一套严格的作业标准 有时甚至为了赶工 期 人为加大烘烤温度 以期获得较短的烘烤时间 然而这样又使得烘烤时间处于不受控制 的状态 除此之外 烘烤温度的中途变更也是作业不规范的表现之一 3 二极管的生产过程要求坚决避免灰尘等的污染 现行的防控污染措施相对混乱或不 能明确 例如员工对进行二极管进行手工接触作业时没有严格的戴手套作业标准 这增加了 管子受污染的几率 本章主要考虑 5M1E 的不同情况下导致 VBR 的不同输出结果 力求通过改善管理过程 借助工业工程的工作研究方法使得工艺参数能尽可能取得最优的参数组合 通过一些改善方 案 工人可以依据标准的作业方法和工时定额安排生产 控制作业流程 从而直接或间接控 制管子的烘烤时间和烘烤温度 分析作业流程 找出管子可能的受污染途径 制定管理和作 业措施尽量减少管子受污染的几率 例如在制造三部的车间入口制定出入换鞋制度 防止外 部污染源进入车间 又如制定作业标准 规定员工操作时佩戴手套作业 进一步使管子的受 污染程度达到较小值 6 1 二极管生产工艺优化方案设计 根据前面的分析 需要采取措施对二极管生产工艺过程中的烘烤时间 烘烤温度和扩散 结深的测量进行重点控制 以生产出反向击穿电压符合条件的二极管 除此之外 针对制造 三部浪费严重的情况 制定其他改善方案 达到整体的初步优化 考虑以下方面的问题 1 人员 与工序直接有关的操作人员 辅助人员的质量意识和操作技术水平 2 设备 包括设备的精度 工装的精度及其合理性 工艺参数的合理性等 3 材料 包括原材料 半成品 外协件的质量及其适用性 4 工艺 包括工艺方法及规范 操作规程的合理性 5 测具 测量方法及测量精度的适应性 6 环境 生产环境及劳动条件的适应性 6 1 1 重点工艺的优化 正交试验发现 最佳的试验方案是 B2A3C1 即烘烤温度 150 摄氏度 烘烤时间 2 小时 山东工商学院 2009 届毕业设计 34 扩散结深 2 0 m 这就要求需要严格控制烘烤温度的高低 限制和保证烘烤时间的长短 防 止生产过程中二极管受到不同程度的污染 1 推行 6S 管理 半导体制造型企业车间每天有各种不同型号不同类别的二极管 三极管产品流进流出 因此推行整理 整顿 清扫 清洁 素养和安全的 6S 现场管理尤为重要 佳讯公司的制造三部车间之前的 6S 管理比较混乱 实行 6S 的意义不仅在于创造了一个 干净 舒适的工作环境 更能合理地分类放置不同的半成品 产成品 有利于物料的快速流 动 除此之外 更为重要的意义在于最大程度地减少了管子受污染的几率和次数 从而保证 其反向击穿电压指标值符合质量要求 2 目视管理严格控制烘烤温度 目视管理是一种以公开化和视觉显示为特征的管理方式 它的基本要求有 三要点 即透明化 状态视觉化和状态定量化 针对佳讯公司烘烤车间的现状 应在烘烤作业环境中 设置醒目的 正在烘烤 看板 同时采取温度超标或不足的报警系统 达到状态定量化的要 求 以控制烘烤的温度 防止不合格产品的出现 3 采用标准化作业 佳讯公司线性的控制二极管烘烤时间基本凭人工经验判断和控制 控制精度不够 根据 实际情况 应设定标准工时 从而标准化烘烤作业 严格控制烘烤时间 除此之外 标准化 作业还应该规范工人的作业要求 例如统一佩戴手套进行相关作业等 该作业规范标准化以 后 可以最大限度地防止二极管受到不同程度的污染而影响其电性 标准化后相关图片如图 6 1 所示 6 1 2 其他工艺的优化 除了对关键工艺的重点控制以外 许多其他的因素对二极管生产工艺也有影响 这些因 素或多或少地对管子的质量都有影响 因此 应该制定对策 以最大限度地保证产出合格的 管子并降低成本 1 手测作业的改良 图 6 1 改善前后戴手套作业对比 佩戴手套作业减 小管子污染几率 山东工商学院 2009 届毕业设计 35 工作 测试一盒DB3二极管的电性 挑出不合格品 开始 双手空 一盒DB3管置于左边 结束 测试完一盒放在右边 空手等待 移至左手边 抓起一束DB3管 移至测试架 摆放到测试架上 整理 调整 等待判断 挑出不合格管 移至降料盒 放进降料盒 移至测试架 收起合格管 移至空盒 放进空盒子 摇晃整齐 至待手测管 抓起一格DB3管 移至身前 等待 左手右手 持住 重 复 约 4 次 以 上 重 复 数 次 1 1 2 1 1 1 1 1 2 2 3 2 4 3 5 4 6 5 7 8 手测员 待 测 二 极 管 合格管 降料盒 示波器 测 试 架 现行方法 左手右手 布置图 1 8 2 5 1 1 10 514 图 6 2 手测作业现行方法 对现行方法运用 5W1H 提问及 ECRS 原则的改善 对原方法作如下变动 1 原料和工具的放置变动 原来的空盒子放在右边 改善方案将其移到双手下方 这 样就取消了原来反复伸手放合格管的动作 2 降料盒直接放到示波器上 这是在示波器高度适当的时候 相当于没有了距离 这 样放置降料的时候也就避免了反复伸手的动作 节省了时间 3 原方法左手几乎一直处于持物状态 改良方案使左手尽量多做动作 以减轻左右手 的不平衡作业 首先是左手作业时移到测试架上方 与右手持平 同时在空闲时间里不断搓 动管子 及时准备一束等待右手抓取 4 左手在从待测盒中抓取管子时 右手可改变等待的状态 而是同时摇晃上一盒测试 完毕的管子使其整齐 手测作业改良方法如图 6 3 所示 工作 测试一盒DB3二极管的电性 挑出不合格品 开始 双手空 一盒DB3管置于左边 结束 测试完一盒放在右边 摇晃上一盒 管子至整齐 移至左手边 抓起一束DB3管 移至测试架 摆放到测试架上 整理 调整 等待判断 挑出不合格管 放进降料盒 收起合格管 放进空盒子 至待手测管 抓起一格DB3管 移至身前 用手指搓出一束 左手右手 重 复 约 4 次 以 上 重 复 数 次 1 1 2 1 2 3 4 1 5 6 7 8 手测员 待 测 二 极 管 合格管 降料盒 示波器 测 试 架 改良方法 左手右手 布置图 3 8 2 2 0 1 10 611 2 1 3 1 2 持住 用手指搓出一束 山东工商学院 2009 届毕业设计 36 图 6 3 手测作业改良方法 2 改善作业器具 增加测试准确性 本设计主要对测试二极管电性的反向电流测试仪作了一个作业器具的改善 使得测试结 果更准确 防止因为接触不良而导致误判的发生 也是有效防止浪费的重要途径之一 改善 前后图片如下 6 2 优化后质量数据整理和采集 通过前面的分析可以看到 佳讯公司的产品质量隐藏着种种质量问题 第三章的多角度 分析发现电性不良的问题尤其突出 第五章进一步找出了电性不良的主要原因 反向击穿 电压 VBR 生产所需要的最佳工艺组合 在此基础上 收集和整理改良后的相关质量数据 进行有针对性的再分析 仍然抽样 IN4001 型二极管作为分析对象 主要分析其过程能力是 否得到明显提高 改良后的数据采集如表 6 1 所示 图 6 4 改善后使接头更紧密 方便拆卸 用电极镊子夹 紧松动的接头 表 6 1 改良后 VBR 数据观测值 单位 V 伏特 序号 VBR 观测值 Xi1Xi2Xi3Xi4Xi5 156 257 056 352 453 4 256 356 153 454 353 6 351 450 350 353 651 2 456 656 153 256 853 4 557 053 654 353 753 2 653 251 552 355 456 6 751 554 354 352 156 4 856 357 051 256 352 1 954 556 950 856 850 5 1050 151 352 655 451 7 1151 850 156 455 253 4 1252 357 053 554 252 1 1350 456 353 456 254 2 1451 452 156 852 156 1 1553 350 253 251 653 6 1652 353 653 752 452 1 1752 353 156 354 355 7 1850 352 153 554 356 5 1952 156 352 553 254 3 2053 453 650 452 152 5 2154 250 454 251 955 6 2253 254 650 152 153 8 2350 155 752 154 550 5 2457 251 757 455 753 7 2553 551 253 554 655 2 车 间 制造三部 工序 一贯机生产 操作人 王小东 时 间 2008 年 08 月 山东工商学院 2009 届毕业设计 37 6 3 过程能力的优化结果分析 利用 SPSS 运行优化后的数据 得到下面的过程能力控制图和过程能力指数 图 6 5 优化后平均值控制用控制图 山东工商学院 2009 届毕业设计 38 图 6 6 优化后控制用标准差控制图 优化后的控制图按照控制图判异准则的 8 个检验模式 对控制图中电子的排列状态进行 判断 可以发现没有任何一个检验模式的状态出现 判断为取样过程处于稳定受控状态 统 计稳态 同时判断过程能力是否达到要求 即技术稳态的情况 过程能力指数 Cpk 经 SPSS 计算得 1 029 过程能力尚可 此时只要保持正常的检验即可保证产品质量 质量改进前后 的过程能力指数 Cpk 和对比如图 6 7 所示 图 6 7 质量改进前后过程能力指数对比 0 0 6 68 83 3 1 1 6 67 7 1 1 3 33 3 1 1 0 0 6 67 7 1 1 0 02 29 9 1 1 6 67 7 1 1 3 33 3 1 1 0 0 6 67 7 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 1 4 1 6 1 8 质量改进前质量改进后 Cpk 特级线 一级线 二级线 三级线 对于过程能力的评价 一般认为 Cp 1 33 时过程能力较为理想 由公式 Cp T 6 可知 这时 Cp 8 当 Cp 1 33 时 过程能力充分满足 但考虑是否经济 当 1 33 Cp 1 时 过程能力尚可 但 Cp 接近 l 时 Cp 1 T 6 应注意超差的发生 当 Cp 1 时 过程能力不 足 应采取措施 根据这样的原则 过程能力可以分为 5 个等级 山东工商学院 2009 届毕业设计 39 本设计的分布中心与标准中心不重合 属于有偏情况 考虑修正能力指数 Cpk 的指标 值 其判断准则如 Cp 由过程能力对比图可以看出 Cp 值由 0 683 提高到 1 029 过程能力尚可 山东工商学院 2009 届毕业设计 40 7 结论 本文通过利用 SPSS EXCEL 等软件对佳讯公司质量数据分析方案的设计 达到了设计 的目标 通过设计正交试验 找到了 IN4001 型二极管生产中的烘烤时间 烘烤温度和受污 染程度三者之间的最佳工艺参数组合 设计的最后对优化前后的质量指标进行了对比 可以 明显看出优化设计带来的绩效的提高 设计开始对整个设计的思路进行了描述 并提出本设计的背景是基于我国中小制造型企 业的质量管理科学化不足的现状 提出进行质量数据分析是解决企业产品质量问题的重要途 径和方法之一 为企业施行全面质量管理提供技术支撑 要对某个特定的企业进行质量数据 的挖掘 进行质量控制 首先要对企业的生产工艺和流程以及产品有一个具体的认识 本设 计介绍了佳讯公司 IN4001 型二极管的一般制造工艺 利用基础工业工程的分析方法画出了 该型号半导体的加工工艺程序图 这些有关产品和工艺的信息也为后面质量数据的挖掘方案 设计和正交试验设计提供了原理上的解释 质量数据分析方案设计方面 主要从四个方面有针对性地对 IN4001 二极管从各个角度 进行了质量数据的分析 其中基本统计分析找出了电性不良问题是造成管子整体质量欠缺的 主要原因 方差分析又揭示了制造三部的一贯机生产线的生产能力有着显著的差异 导致产 品质量不稳定 相关与回归分析进一步分析出反向击穿电压与管子受污染程度的关系 过程 能力分析计算出了过程能力指数 Cpk 只有 0 683 得出过程能力不足的结论 针对质量数据分析的结果 本文设计了正交试验 找出了烘烤温度 烘烤时间和管子的 扩散结深三者之间的最佳工艺组合 为质量控制提供了解决方案 设计的最后采集了改善后 的数据 并与改善前的加以对比 Cpk 值提高到 1 029 达到了预先设置的目标 得出整个 设计切实可行的结论 本设计选取的运行实测数据由于受现场条件限制 数值准确度上仍存在问题 如果条件 允许应