電子產(chǎn)品制造防錯(cuò)原理及應(yīng)用案(下)

1、電子產(chǎn)品制造防錯(cuò)原理及應(yīng)用案例（下）錯(cuò)誤防范的設(shè)計(jì)原理我 們知道，改善生產(chǎn)過程和生產(chǎn)線設(shè)計(jì)為目的錯(cuò)誤與分析與事故災(zāi)難的事后分析是不同的。我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)建立在人類錯(cuò)誤研究的基礎(chǔ)上，讓所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不僅易于 使用，而且讓使用者不容易犯錯(cuò)誤。另外既然我們承認(rèn)不能預(yù)測和防范所有的錯(cuò)誤，我們的設(shè)計(jì)就必須具有容錯(cuò)能力。在有關(guān)人類錯(cuò)誤的研究方面已有大量的論文發(fā) 表，它們都可以作為我們的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。這些研究成果再配合有關(guān)錯(cuò)誤分析的基礎(chǔ)理論，一定可以幫助我們的設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出更好的系統(tǒng)。失控意味著需要更好的反饋如果設(shè)備所提供的錯(cuò)誤通知都是相似的，不對錯(cuò)誤的性質(zhì)加以區(qū)分，那么，人們很容易對它們做出相同的處理，盡管這種做

2、法可能并不總是合適的。描述錯(cuò)誤需要采用更好的系統(tǒng)配置描述錯(cuò)誤的發(fā)生主要是沒有對行為做出足夠準(zhǔn)確的說明，從而導(dǎo)致一個(gè)完全不同但十分類似的動作發(fā)生（像將蛋糕放進(jìn)了冰箱，而將沙拉放進(jìn)烤箱的例子）。當(dāng)操作涉及開關(guān)切換或按鈕操作時(shí)，如果這些操作十分類似，就很容易產(chǎn)生此類錯(cuò)誤。例如，如果將FedEx準(zhǔn)備發(fā)運(yùn)的箱子與UPS準(zhǔn)備發(fā)運(yùn)的箱子放在一起，就難免出現(xiàn)裝錯(cuò)車情況。不可避免的錯(cuò)誤需要提供可逆的操作既然我們承認(rèn)，即使用戶是專家也會出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么，系統(tǒng)就應(yīng)該寬容用戶錯(cuò)誤。特別是應(yīng)該提供用戶操作的可逆性，就像我們熟悉的臺式機(jī)系統(tǒng)，它們都支持“取消”命令。但在用戶自主開發(fā)的制造軟件中似乎很少具備這一特點(diǎn)，即使是許

3、多通用的制造軟件包，特別是那些采用非Windows操作系統(tǒng)的軟件也同樣不具備這一切功能。記 憶喪失問題可以通過視覺提示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)加發(fā)解決，該系統(tǒng)可以為用戶提供一個(gè)與系統(tǒng)交互和反蝕的機(jī)會。譬如，在您去取東西的途中，由于受到外界打擾而想不起 去取什么了。如果此時(shí)您手中有一份所需物品的清單，您就能很快明白您來這里的目的了。通過聯(lián)機(jī)系統(tǒng)將工作流程以可視的方式提供用戶也可以起到類似的作用， 它可以幫助引導(dǎo)用戶去進(jìn)行與完成任務(wù)有關(guān)的每一個(gè)步驟的操作。制造系統(tǒng)的集成Poka-yoke設(shè)備一般是通過NPI過程集成在生產(chǎn)過程中的，特別是在NPI過程需要考慮錯(cuò)誤防范手段以確保過程質(zhì)量發(fā)及NPI過程涉及多種功能的時(shí)

4、候，Poka-yoke設(shè)備常常成為制造過程控制的第一個(gè)響應(yīng)。QS-9000是三大汽車廠商（通用汽車、福特汽車和克萊斯勒）為其供應(yīng)商的選擇而開發(fā)的一種質(zhì)量管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，它提供了將錯(cuò)誤防范措施集成到生產(chǎn)過程的方法。盡管QS-9000是以ISO-9000系列標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的，但它同時(shí)又有許多額外的要求，諸如考慮采用Poka-yoke作為全過程控制的工具等。QS-9000的開發(fā)者以客戶的最大介入為先決條件，以通過質(zhì)量工具確保產(chǎn)品盡快完成從概念到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變過程為目的，編寫了一份NPI流程。該流程不僅讓各個(gè)專業(yè)團(tuán)隊(duì)盡早地介入NPI過程，最大限度地減少各種不可預(yù)見的質(zhì)量和安全問題，還要求在過程的控制中有效地采用

5、諸如故障模式和影響分析、過程控制計(jì)劃、SPC和Poka-yoke等手段。QS-9000模型的NPI流程中所要求的與Poka-yoke有關(guān)的項(xiàng)目包括：特殊特性：對于這些變量或產(chǎn)品屬性，如果我們在組裝的過程中不對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，將會影響到用戶的安全或必要的功能。因此，我們的生產(chǎn)過程必須對這些特性采取特殊的控制手段，特別是采用SPC或Poka-yoke方法。在NPI的整個(gè)流程中，每一項(xiàng)計(jì)劃的制定，包括工藝計(jì)劃、設(shè)施計(jì)劃、設(shè)備和工具計(jì)劃等，都需要考慮Poka-yoke。安全性：Poka-yoke需要考慮的安全問題包括產(chǎn)品安全、工作場地新化工材料的引入以及生產(chǎn)操作人員的安全等。故障模式和影響分析（FM

6、EA）：過程的FMEA可以對與特殊性有關(guān)的過程以及可能導(dǎo)致產(chǎn)品不安全或重要產(chǎn)品功能喪失的各處故障模式起到改善作用。FMEA的重點(diǎn)是缺陷的防范和減少，而不是缺陷的檢測。這種防范的努力主要是通過SPC和Poka-yoke?？刂朴?jì)劃：為了確保產(chǎn)品滿足所有技術(shù)規(guī)范的要求，必須制定一項(xiàng)詳細(xì)的質(zhì)量控制計(jì)劃，對過程控制的要求、工具、建立驗(yàn)證過程以及其他處理步驟進(jìn)行明確的規(guī)定。該控制計(jì)劃涉及系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件和材料等各個(gè)層次。對于Poka-yoke，需要在控制計(jì)劃中確定它的工裝、過程標(biāo)識以及使用方法。QS-9000要求所有關(guān)鍵產(chǎn)品特性的處理，包括工藝、設(shè)計(jì)、設(shè)備和工具等都要通過SPC或Poka-yoke進(jìn)行控

7、制，以確保產(chǎn)品的安全性。與SPC相比，Poka-yoke對工藝修改的敏感程度要大得多，因?yàn)樗械漠a(chǎn)品組裝流程都要通過Poka-yoke。因此，上面提到的有關(guān)產(chǎn)品安全的關(guān)鍵特性應(yīng)盡可能采用Poka-yoke方法。從 系統(tǒng)的角度對制造過程進(jìn)行觀察是質(zhì)量系統(tǒng)防范缺陷的基石。當(dāng)我們設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的時(shí)候，我們總會遇到用戶差錯(cuò)的問題。這些差錯(cuò)很少是一種單一的孤立事件，而 是系列差錯(cuò)的一部分。因此，在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，我們一定要從直接的問題原因中去尋找重新設(shè)計(jì)和組織工藝的方法，以防止未來同類問題的發(fā)生，而不是簡單地在工藝 過程增加質(zhì)量檢查環(huán)節(jié)。另外，通過對操作員的任務(wù)、工作流程和信息需求的分析也可以幫助找出操作過程

8、中的方法問題。記住，一定要通過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來避免問題 的發(fā)生（例如，對用戶動作的寬裕、數(shù)據(jù)存儲的冗余等），而不是在問題發(fā)生后再來補(bǔ)救。只有通過分析才能將錯(cuò)誤的防范措施融入到重新設(shè)計(jì)的工藝中，避免傳統(tǒng) 的檢查或者SPC方法。航空工業(yè)經(jīng)常通過飛行模擬器對新型駕駛倉設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)。與此相類似，制造廠商也可以通過模擬方式對操作員進(jìn)行培訓(xùn)，并通過模擬及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的人為錯(cuò)誤，以便在制造生產(chǎn)線建立之前加以解決。EMS設(shè)施中的Poka-yoke范例在工廠環(huán)境中電子產(chǎn)品組裝過程存著許多出錯(cuò)的機(jī)會。下面是四個(gè)利用Poka-yoke原理實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤防范的實(shí)例，它們分別介紹了問題產(chǎn)生的原因以及解決的辦法。實(shí)例研究1電纜組裝問

9、題：在焊接過程中，焊工需要在華氏700度的焊接溫度下確保所有焊接部件的性能不受影響。但許多部件承受不了這樣高的焊接溫度。如圖1中 所示的電纜，它的端部需要焊接一個(gè)濾波器，但如果烙鐵的溫度超出濾波器的允許溫度的話，則可能造成濾波器的損壞。為了達(dá)到散熱的目的，焊接工藝在濾波器上 附加了了一個(gè)散熱夾。只要使用散熱夾，這種焊接工藝還是沒有問題的。但由于濾波器的外型是圓的，所以在焊接過程中濾波器的固定就是一個(gè)非常麻煩的事情，這 也影響了焊工使用散熱夾的積極性。不久焊工們的操作就開始偏離工藝要求，他們按照自已的方法來固定濾波器，有些時(shí)候，他們甚至連散熱夾都不用了。解決方案：工廠組織了有關(guān)工藝、質(zhì)量、控制和

10、生產(chǎn)等各方面的人士一起研究和解決這一問題。他們按照Poka-yoke的錯(cuò)誤防范原理，設(shè)計(jì)了一種兩用支架，它一方面將電纜和濾波器固定在一起，另一方面又起到散熱的作用。隨后，他們對新支架下濾波器的焊接溫度進(jìn)行了測試。他們分別測量了濾波器六邊型的引線經(jīng)及散熱點(diǎn)之間的溫度結(jié)果證明溫度沒有超過技術(shù)規(guī)范的要求?，F(xiàn)在，按照工藝要求，如果濾波器引線沒有散熱手段，焊工就無法進(jìn)行焊接。而且，焊工對這種支架的接受程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于散熱夾，因?yàn)樗粌H為焊工的操作提供了方便，而且沒有增加焊工的任何負(fù)擔(dān)。在采用這種支架之后，客戶的故障率也降為了零。實(shí)例研究2系統(tǒng)組裝的實(shí)施問題：軟件、安全說明和用戶手冊等是被裝在一個(gè)介質(zhì)包（Me

11、dia Kit）中提供給客戶的，但它們在到達(dá)客戶手中時(shí)不是多項(xiàng)，就是缺項(xiàng)。這種現(xiàn)象一直沒有得到解決，即使是對組裝操作員提出了更加細(xì)心的要求也還是如此。于是，作為一個(gè)防范缺陷的一個(gè)措施，工廠又組建了介質(zhì)包生產(chǎn)線，但效果仍然不佳。解 決方案：他們?yōu)槊恳环N介質(zhì)套件準(zhǔn)備了一個(gè)介質(zhì)套件托板。在該板上他們以一比一的比例畫出了套件中每個(gè)物料的碼放位置，包括物料的外型、物料編號以及托板的 工具編號等。在使用的時(shí)候，操作員首先將所需的物料按照填空的方式依次碼放在托板上，然后再將托板上的物料一次裝入介質(zhì)包中封口。只要托板上的所有空間都 占滿了，物料短缺的問題就不會再發(fā)生了。實(shí)例研究3工廠設(shè)施的Poka-yoke問

12、題：在生產(chǎn)現(xiàn)場有一個(gè)門是雙向開閉的，人們常常由于同時(shí)的進(jìn)出而造成成品的損壞。另外，在洗手間中，洗手池的龍頭總是忘關(guān)，造成水資源的浪費(fèi)。而便池在使用后又常常忘記放水沖刷。解決方案：綜合小組決定對生產(chǎn)制造區(qū)的門進(jìn)行重新布置，讓人們分別從兩個(gè)門進(jìn)出，并且，每個(gè)門都是單向開閉的。但門上沒有任何特殊標(biāo)記，因?yàn)樵谶@種情況下，標(biāo)記并不能起到防范錯(cuò)誤的作用。另外，他們在洗手間的洗手池和便池上安裝了自動開關(guān)。實(shí)例研究4電纜綁扎的錯(cuò)誤防范問題：在電纜綁扎生產(chǎn)線上，操作員需要將長20foot、直徑為2inch的電纜綁扎在一起是一項(xiàng)非常耗時(shí)的工作。操作員不僅容易疲勞，而且走線的形狀很難把握，造成組裝過程中的錯(cuò)誤。解決

13、方案：在這種情況下，他們設(shè)計(jì)了一種電纜綁扎板。這種綁扎板實(shí)際就是Poka-yoke工具，它的大小完全按照質(zhì)量部認(rèn)定的電纜尺寸確定，并通過一些定位的釘子確定電纜的走向，通過畫線確定電路的接線位置。當(dāng)然板上還有一些說明的信息。一旦綁扎的尺寸得到確認(rèn)，綁扎的電纜就再也不需要檢驗(yàn)了。另外如果在綁扎板上增加一些電路連接，綁扎的電纜可以在綁扎板上直接進(jìn)行連接測試，板上的標(biāo)簽準(zhǔn)確地標(biāo)明了電纜的標(biāo)簽位置，從而使電纜標(biāo)簽的綁扎非常簡單。結(jié)論：在EMS的新產(chǎn)品引入過程中采用Poka-yoke方 法可以帶來很多積極的因素。首先，它可以讓各個(gè)層次和專業(yè)的人員改變對待差錯(cuò)的態(tài)度，從“事后檢測”模式向“防范模式”的轉(zhuǎn)移；

14、其次，像客戶服務(wù)這樣一些 過去并不包含在產(chǎn)品制造過程的業(yè)務(wù)，現(xiàn)在也有機(jī)會成為客戶需求的輸入和生產(chǎn)過程的改善手段；最后是產(chǎn)品缺陷率的下降，因?yàn)檫@種工藝過程是不允許未經(jīng)確認(rèn)的 缺陷產(chǎn)品進(jìn)入下一道工藝的。不斷嚴(yán)格質(zhì)量管理系統(tǒng)的趨勢（如QS-9000和最新版的ISO-9000）為EMS提供了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤防范的模式。參考文獻(xiàn)Shigeo Shingo的以下文章對于從事錯(cuò)誤防范的研究人員可能會有幫助：Shigeo, Shingo. Sdudy of Toyota Production System from Industrial Engineering Viewpoint. Tokyo; Japan Management Association, 1981.Shigeo, Shingo. Zero Quality Control; Source Inspection and the Poka-yoke System, Massachusetts; Productivity Press, 1986.Shigeo, S. The Sayings of Shigeo Sh