電子產(chǎn)品的質(zhì)量控制

陜西凌云電器集團(tuán)有限公司 薛亞瑞

0 導(dǎo)言

近年來(lái)華為手機(jī)異軍突起，成為國(guó)內(nèi)乃至世界智能手機(jī)的主流品牌。華為是如何超越蘋果、三星等國(guó)際巨頭品牌的呢？技術(shù)質(zhì)量取勝！其中質(zhì)量也是一個(gè)決定性的因素，沒(méi)有優(yōu)良的品質(zhì)，產(chǎn)品不會(huì)贏得市場(chǎng)認(rèn)可。可以說(shuō)“質(zhì)量是企業(yè)的生命”。本文從電子產(chǎn)品研制生產(chǎn)的四大階段，剖析形成產(chǎn)品質(zhì)量的因素，分析控制產(chǎn)品質(zhì)量的要素。

1 方案設(shè)計(jì)階段

1.1 確定研制任務(wù)階段

新產(chǎn)品研發(fā)初期應(yīng)擬制研制任務(wù)書(shū)，據(jù)市場(chǎng)需求、產(chǎn)品行業(yè)發(fā)展等信息下達(dá)開(kāi)發(fā)計(jì)劃；或應(yīng)顧客要求，簽訂新品開(kāi)發(fā)技術(shù)協(xié)議。開(kāi)發(fā)計(jì)劃或協(xié)議中應(yīng)明確產(chǎn)品需達(dá)到的功能性能質(zhì)量指標(biāo)，以及可靠性、安全性、生產(chǎn)性、環(huán)境適應(yīng)性以及電磁兼容等要求，還有成本控制、研制周期、質(zhì)量控制、風(fēng)險(xiǎn)控制等方面的要求。這是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)性、約束性頂層文件，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量提出總體要求。

1.2 設(shè)計(jì)方案論證階段

明確開(kāi)發(fā)計(jì)劃后，設(shè)計(jì)人員需收集相關(guān)信息，初步提出多套方案。開(kāi)展方案論證，對(duì)新產(chǎn)品的用途、功能性能指標(biāo)、質(zhì)量要求、同類產(chǎn)品硬件軟件方案對(duì)比、初步優(yōu)選方案、生產(chǎn)可行性、關(guān)鍵技術(shù)、外購(gòu)?fù)鈪f(xié)件的保證、成本控制等進(jìn)行充分論證等。形成的方案報(bào)告應(yīng)包含整機(jī)電路方案、結(jié)構(gòu)方案、軟件方案。方案需進(jìn)行討論評(píng)審，評(píng)審由行業(yè)專家，以及單位研發(fā)部門、工藝部門、生產(chǎn)部門和質(zhì)量部門等相關(guān)人員參加把關(guān)，必要時(shí)邀請(qǐng)顧客參加。確保方案可靠可行，技術(shù)領(lǐng)先，形成的產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良。評(píng)審應(yīng)包含以下要點(diǎn)：1）各方案的優(yōu)點(diǎn)和最終方案的選擇理由，軟件、硬件的設(shè)計(jì)要求；2）方案的先進(jìn)性、適用性、可行性和經(jīng)濟(jì)性；3）性能指標(biāo)滿足任務(wù)書(shū)的情況；4）可靠性、安全性、環(huán)境適應(yīng)性和電磁兼容性；5）新技術(shù)的采用；6）關(guān)鍵技術(shù)；7）設(shè)計(jì)的繼承性；8）軟件需求分析、設(shè)計(jì)。嚴(yán)謹(jǐn)、專業(yè)的方案評(píng)審是產(chǎn)品質(zhì)量的可靠保證。方案階段應(yīng)規(guī)避市場(chǎng)已有產(chǎn)品的缺陷、繼承成熟產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用的新技術(shù)要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，在評(píng)審中應(yīng)能發(fā)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)中的缺陷和不足。產(chǎn)品的質(zhì)量水平在方案階段就開(kāi)始形成，到設(shè)計(jì)定型時(shí)，產(chǎn)品的固有的最高質(zhì)量水平已確定；后續(xù)的生產(chǎn)只能最大程度地控制質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，而無(wú)法提升設(shè)計(jì)定型產(chǎn)品固有的質(zhì)量水平生產(chǎn)、檢驗(yàn)再努力也改變不了產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的不足?？梢哉f(shuō)，產(chǎn)品質(zhì)量很大程度上是設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出來(lái)的。

2 樣機(jī)生產(chǎn)階段

2.1 原理圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

方案確定，項(xiàng)目師提出電路、軟件以及結(jié)構(gòu)要求，相關(guān)設(shè)計(jì)師進(jìn)行產(chǎn)品相關(guān)部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

a）進(jìn)行產(chǎn)品電路圖設(shè)計(jì)繪制；選擇最佳電路模塊組成總電路，繪制完成電路圖。完成電子元器件選型，這很重要，任何一個(gè)元器件型號(hào)選取不當(dāng)，都會(huì)給產(chǎn)品質(zhì)量埋下隱患。選型時(shí)充分考慮器件參數(shù)冗余設(shè)計(jì)，依據(jù)元器件在產(chǎn)品中的工作情況，全面分析其所承受的電應(yīng)力、溫度應(yīng)力、濕熱應(yīng)力、振動(dòng)應(yīng)力、安裝應(yīng)力、電磁環(huán)境應(yīng)力以及功耗等因素，選取所有參數(shù)都能充分滿足需求的元器件。依據(jù)電路圖設(shè)計(jì)繪制PCB，先期進(jìn)行電路仿真，優(yōu)化PCB的設(shè)計(jì)。期間要貫徹PCB設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)，如各種地線的隔離、大功耗器件與其他器件的隔離、高頻電路部分的屏蔽等。

b）同步進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)繪制，完成結(jié)構(gòu)件的材料選型，結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)選型同樣要考慮冗余設(shè)計(jì)，考慮產(chǎn)品形成時(shí)，結(jié)構(gòu)件在產(chǎn)品中的安裝使用情況，分析其經(jīng)受的各種應(yīng)力，尤其要求關(guān)注其安裝應(yīng)力和振動(dòng)應(yīng)力，選取合適的材料。涉及外觀、造型和標(biāo)識(shí)內(nèi)容，要研究市場(chǎng)需求，反復(fù)比較優(yōu)化。

c）同時(shí)展開(kāi)軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)產(chǎn)品需具備的功能性能要求，進(jìn)行系統(tǒng)需求分析，確定產(chǎn)品內(nèi)部需求和對(duì)外接口要求，建立軟件的體系結(jié)構(gòu)；進(jìn)行軟件單元設(shè)計(jì)，完成軟件單元的集成，進(jìn)行軟件單元和集成測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，完善軟件設(shè)計(jì)，再測(cè)試通過(guò)后，對(duì)軟件進(jìn)行評(píng)審，落實(shí)評(píng)審意見(jiàn)。

在完成電路圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)后，需經(jīng)過(guò)有豐富產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)專家的校對(duì)、審核，提出修改意見(jiàn)。這環(huán)節(jié)不可忽視，專業(yè)的旁觀者往往看的更清楚，是幫助設(shè)計(jì)師消除錯(cuò)誤、提高和優(yōu)化設(shè)計(jì)的良方。對(duì)有疑問(wèn)的地方，應(yīng)進(jìn)行充分比較討論。最后要進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)的評(píng)審，凝聚集體智慧，全面評(píng)估設(shè)計(jì)質(zhì)量，消除設(shè)計(jì)中隱含的短板。設(shè)計(jì)師落實(shí)評(píng)審專家意見(jiàn)，進(jìn)一步完善提高設(shè)計(jì)，評(píng)審是高質(zhì)量產(chǎn)品的有力保障。形成原材料元器件清單，以及原材料元器件相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)正確、準(zhǔn)確并具有良好的操作性。確保按標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，能將不合格品拒之門外。

2.2 樣機(jī)生產(chǎn)

依據(jù)樣機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)文件，制造PCB、結(jié)構(gòu)零件、采購(gòu)?fù)赓?gòu)件、協(xié)議件；同時(shí)編制指導(dǎo)生產(chǎn)、驗(yàn)收的圖紙文件。對(duì)編制的文件組織專家評(píng)審，重點(diǎn)關(guān)注：技術(shù)文件是否準(zhǔn)確、全面、具有可操作性。圖紙文件是最終生產(chǎn)制造出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的基本保障之一。樣機(jī)生產(chǎn)主要分為以下幾個(gè)過(guò)程：1）依據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外購(gòu)原材料、元器件以及定制件進(jìn)行檢驗(yàn)，只有檢驗(yàn)合格的，才能入庫(kù)。對(duì)不合格品要采取糾正措施或報(bào)廢處理，落實(shí)糾正措施的再檢驗(yàn)合格后方可入庫(kù)。2）依據(jù)零件圖紙文件，生產(chǎn)零件，進(jìn)行檢驗(yàn)，確保合格，才放行。3）依據(jù)工藝技術(shù)文件裝配元件板（安裝有電子元器件的PCB），生產(chǎn)組裝由若干零件組成的部件，對(duì)元件板進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試，對(duì)元件板和部件進(jìn)行檢驗(yàn)，確保所有部件合格后才能流入下一道工序，完成整機(jī)產(chǎn)品的裝配合攏。4）整機(jī)通電檢查燒寫軟件、調(diào)測(cè)。調(diào)試結(jié)束，依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行全面、系統(tǒng)的測(cè)試和試驗(yàn)。5）質(zhì)量部門按照檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，完成所有指標(biāo)的測(cè)試，并進(jìn)行規(guī)定項(xiàng)目的試驗(yàn)。6）檢驗(yàn)合格證后，進(jìn)行樣機(jī)生產(chǎn)評(píng)審，逐一核對(duì)生產(chǎn)制造中，因操作人員、生產(chǎn)制造設(shè)備、原材料、元器件、零部件以及整機(jī)、生產(chǎn)環(huán)境、制造測(cè)試方法等因素造成的問(wèn)題，問(wèn)題應(yīng)歸零，措施需落實(shí)在文件中，確保后續(xù)生產(chǎn)中不會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。

設(shè)計(jì)師應(yīng)全程跟蹤生產(chǎn)過(guò)程，分析出現(xiàn)的問(wèn)題，提出改進(jìn)措施。對(duì)較大的改動(dòng)應(yīng)進(jìn)行方案論證評(píng)審。如果電路、結(jié)構(gòu)有較大改動(dòng)，應(yīng)重新生產(chǎn)樣機(jī)。樣機(jī)生產(chǎn)能充分檢驗(yàn)設(shè)計(jì)圖紙文件的質(zhì)量水平，設(shè)樣機(jī)完成，計(jì)師應(yīng)完善設(shè)計(jì)文件，做到文件與實(shí)際生產(chǎn)一致，產(chǎn)品與文件圖紙一致。

3 小批量生產(chǎn)階段

大多電子產(chǎn)品電路構(gòu)成復(fù)雜，包含成千上萬(wàn)的電子元器件。當(dāng)不同元器件組合在一起構(gòu)成產(chǎn)品時(shí)，每一部產(chǎn)品上的元器件都有一定的與眾不同的特性。雖然有冗余設(shè)計(jì)，讓每一個(gè)元器件都滿足產(chǎn)品需求，但不可能考慮的很周全。通過(guò)增加樣本數(shù)，也就是小批量試制，樣機(jī)數(shù)量較大時(shí)，隱藏的普遍性的問(wèn)題基本會(huì)浮出水面。所以小批量生產(chǎn)是有效驗(yàn)證設(shè)計(jì)、暴露問(wèn)題的好辦法。

小批量試制對(duì)與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的文件、人員、設(shè)備、原材料、制造測(cè)試試驗(yàn)方法、生產(chǎn)環(huán)境等進(jìn)行全面考核，能基本反映出產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量的總體水平，也能全面暴露設(shè)計(jì)中隱含的缺陷和問(wèn)題。

對(duì)小批量生產(chǎn)中暴露問(wèn)題進(jìn)行分析，提出改進(jìn)措施，改動(dòng)較大應(yīng)評(píng)審。改進(jìn)設(shè)計(jì)后，產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)基本達(dá)到設(shè)計(jì)的最高要求。小批量試制產(chǎn)品100%合格后，應(yīng)供顧客使用，通過(guò)第三方使用驗(yàn)證，對(duì)產(chǎn)品的功能性能以及質(zhì)量等進(jìn)行顧客驗(yàn)證，及時(shí)分析顧客反饋意見(jiàn)，必要時(shí)對(duì)產(chǎn)品按顧客要求改進(jìn)，直到顧客滿意為止，同時(shí)將改進(jìn)落實(shí)到設(shè)計(jì)文件中。最后進(jìn)行小批量試制評(píng)審，評(píng)審專家應(yīng)包含顧客代表。落實(shí)糾正措施，各項(xiàng)問(wèn)題歸零閉環(huán)。

4 大批量生產(chǎn)階段

與產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)的人、機(jī)、料、法、環(huán)及生產(chǎn)指導(dǎo)文件等經(jīng)過(guò)考核修正后，后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量將基本得到有效保證，可進(jìn)行大批量生產(chǎn)。為保證大批量生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行質(zhì)量控制：

（1）文件控制：大批量生產(chǎn)應(yīng)確保指導(dǎo)生產(chǎn)的文件是唯一的、正確的、可操作的、經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的。確需進(jìn)行設(shè)計(jì)更改的文件，必須經(jīng)過(guò)評(píng)審，進(jìn)行校對(duì)、審核、會(huì)簽和批準(zhǔn)。文件是生產(chǎn)的綱領(lǐng)，也是產(chǎn)品質(zhì)量的根本保證，未經(jīng)授權(quán)，任何人不得隨意涂改。

（2）質(zhì)量控制點(diǎn)的設(shè)置：產(chǎn)品是經(jīng)過(guò)不同生產(chǎn)工序的加工形成的，不同生產(chǎn)工序?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量特性的形成有不同的影響，需在生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)置工序檢驗(yàn)點(diǎn)，控制產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)形成產(chǎn)品質(zhì)量有較大影響的工序進(jìn)行檢驗(yàn)，尤其是產(chǎn)品特殊、關(guān)鍵特性形成的工序，必須設(shè)置檢驗(yàn)點(diǎn)。對(duì)該工序生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行100%檢驗(yàn)，以驗(yàn)證本道工序所生產(chǎn)的產(chǎn)品是否符合文件的要求，防止不合格品流入下道工序。可以說(shuō)檢驗(yàn)是質(zhì)量管理的基礎(chǔ)，沒(méi)有工序檢驗(yàn)，復(fù)雜產(chǎn)品很難有優(yōu)良的質(zhì)量。工序檢驗(yàn)人員應(yīng)熟悉本工序的文件，熟練使用本工序檢驗(yàn)用儀器、儀表以及工裝等，對(duì)本工序形成的產(chǎn)品質(zhì)量特性完全了解，掌握不合格產(chǎn)品的特征屬性。發(fā)現(xiàn)不合格品，應(yīng)作出標(biāo)識(shí)，并隔離，跟蹤對(duì)不合格品的處理，對(duì)采取糾正措施后的不合格品，要進(jìn)行再次檢驗(yàn)，合格后才能放行。

（3）最終產(chǎn)品檢驗(yàn)：產(chǎn)品經(jīng)生產(chǎn)最后工序后，提交質(zhì)量部門驗(yàn)收。最終檢驗(yàn)點(diǎn)很關(guān)鍵，是保證交付顧客產(chǎn)品質(zhì)量合格的最后一道關(guān)卡，該檢驗(yàn)點(diǎn)的檢驗(yàn)人員應(yīng)非常熟悉產(chǎn)品整體性能指標(biāo)以及質(zhì)量特征，對(duì)上游工序形成的產(chǎn)品質(zhì)量也應(yīng)有足夠的認(rèn)識(shí)，能夠關(guān)注重點(diǎn)、難點(diǎn)，同時(shí)不放過(guò)文件規(guī)定的任何指標(biāo)要求，能夠?qū)⒉缓细衿诽蕹鋈?，確保交付顧客的產(chǎn)品是符合文件的、合格的產(chǎn)品。